Антибиотики действие: Действие антибиотиков — все самое интересное на ПостНауке

Антибиотик – враг или друг? Польза и вред антибиотиков.

Антибиотик – враг или друг? Польза и вред антибиотиков.

20 ноября 2013 г.

О пользе и вреде антибиотиков ведется немало разговоров, и многие уже давно знают, что у них очень много побочных действий. Они подавляют иммунитет, на фоне их приема может возникнуть аллергическая реакция и развиться дисбактериоз, они вредны для слизистой внутренних органов – и это далеко не полный список. Да, многие знают, что применять их можно и нужно только в случаях тяжелых инфекций. Но применяются они, зачастую, без необходимости и без ведома врача. И этому виной их широкое распространение и легкая доступность, они есть практически в каждом доме.

Сейчас ими принято лечить любую болезнь, начиная от банального насморка и заканчивая золотухой. Не врачами, конечно же, а «обычными смертными», хотя и врачи этим грешат, назначая их, когда нужно и не нужно. Однако же стоит знать самые грубые ошибки в применении антибиотиков, а так же случаи, когда они могут применяться, но не являются обязательными.  

Итак, самая серьезная ошибка – применение антибиотиков в случаях острой респираторной вирусной инфекции. Современные антибиотики совершенно никак не действуют на вирус, поэтому их назначение теряет всякий здравый смысл. А если учесть прямое действие антибиотика (снижение естественного иммунитета), то его применение может нанести еще больший вред организму и запустить более тяжелую форму имеющейся болезни. Антибиотики назначаются только при серьезных микробных инфекциях, и только после выявления природы инфекции. А для этого, как минимум, нужно сдать анализы в больничной лаборатории.

Следующая распространенная ошибка – самостоятельное удлинение курса приема антибиотиков. Некоторые люди считают, что если пить антибиотики дольше, то организм станет еще здоровее. Но это далеко не так, антибиотик необходим для борьбы с инфекцией, а не для замещения нормальных (природных) функций организма. Если применение антибиотика в течении 3-4 дней является успешным и состояние человека стабилизируется, то курс следует сократить, а не увеличить.

Многие думают, что антибиотики можно пить для профилактики инфекционных болезней. И это еще одна грубая ошибка обычного человека. Антибиотик предназначен для борьбы с микробной средой в организме. Если он ее не обнаруживает, то начинает разрушаться и от действия продуктов распада страдают внутренние органы человека.

Вопреки распространенному заблуждению, антибиотик не понижает температуру тела и не имеет обезболивающего действия. Для этого есть другие препараты, которые не так вредны для организма. Так же, антибиотик не применяется при расстройствах желудочных функций, если речь не идет об инфекции. Но даже, если это и инфекция, то применение антибиотика находится под вопросом, ответ на который может дать только соответствующий специалист и только после проведения обследования. Кроме того, расстройство может носить вирусный характер, быть проявлением аллергии или отравления, дисбактериозом и многое другое. И в таких случаях, антибиотик просто противопоказан.

Нельзя часто употреблять один и тот же антибиотик. Организм привыкает к его действию и вырабатывается устойчивость, в следующий раз придется выбирать более сильнодействующий препарат. 

Ошибочно употреблять какой-то конкретный антибиотик только потому, что он помог в лечении другому человеку. Каждый случай индивидуален и назначение антибиотика должно происходить после проведения обследования. 

Об этих ошибках должен знать каждый человек. Только зная, он может защитить свою семью и себя самого от нанесения вреда организму. Да, антибиотики важны и нужны, но только как крайний случай, а не норма при любой болезни.

Что такое антибиотики / Хабр

Весна — время простудных заболеваний, поэтому многие из нас держат в аптечке упаковку антибиотиков «на всякий случай». Согласно опросу ВЦИОМ за 2011 год 48% женщин и 43% мужчин, а это почти половина россиян, считают, что вирусы, так же, как и бактерии, неустойчивы к антибиотикам.

Давайте же разберемся, что за зверь такой этот антибиотик, и для кого он опасен.

Для начала обратимся к термину «микробиология». Микробиология — это наука, предметом изучения которой являются микроскопические организмы, их строение, взаимоотношения и все остальное, связанное с ними, что можно изучить. Теперь перейдем к более узкому понятию — бактериологии. Что она изучает, думаю, и так понятно.

Бактерии, как и протисты (более сложно устроенные микроорганизмы), состоят из одной клетки и являются самостоятельными жизнеспособными организмами. Хотя для них свойственно образовывать скопления — колонии, которые, кстати, вполне могут быть видны невооруженным глазом.

На фото чашка Петри с разросшимися на ней бактериями, собранные мной на одной из станций Питерского метро.

Бактерии не имеют оформленного ядра и органелл, которые выполняли бы все функции (аналог наших органов, если можно так выразиться). Их еще называют прокариотами (доядерными организмами), а тех, кто имеет ядра — эукариотами (к которым относимся и мы).

Все, из чего состоит бактерия:

— протопласт — цитоплазма (все внутренне содержимое клетки) и покрывающая сверху мембрана

— клеточная стенка, вокруг которой может быть слизистый чехол и/или капсула

— могут быть жгутики для передвижения

Все, кто дочитал до этого места, могут задать справедливый вопрос: «А причем тут вообще антибиотики?».

Так вот, антибиотики — вещества, обладающие бактерицидной активностью. Как было сказано выше, от вирусов они не помогут, как и от простейших. Но это скорее исключение.

Теперь же давайте разбираться, почему они действуют именно на бактерии и как именно.

Механизмы действия:

• Самый первый из изученных — воздействие на клеточную стенку.

По своему химическому составу клеточная стенка бактерий отличается от клеточной стенки эукариот. Основной компонент — муреин, который образует на поверхности муреиновую сеть.

Датский микробиолог Ганс Грам предложил способ окраски мазков бактерий, названный потом в его честь. Мазок окрашивался генцианвиолетом (краситель) и закрепляется раствором иода. Дальше уже бактерии ведут себя по-разному, из-за чего их разделили на две группы: те, у кого краситель удерживается в клетке при обработке спиртом или ацетоном (грамположительные), и те, кто обесцвечиваются (грамотрицательные).

Staphylococcus aureus — золотистый стафилококк (грамположительные кокки, темные) и Escherichia coli — кишечная палочка (грамотрицательные бациллы, розовые).

Утомлять всякими дополнительными особенностями строения стенки я не буду, это и так очевидно из картинки внизу.

Стенка выполняет барьерную функцию и устанавливает контакт бактерии с окружающей средой. Грамотрицательные бактерии — более высокая ступень эволюции, они более устойчивы в токсинам, в том числе и антибиотикам, чем грамположительные, хотя те и имеют более толстую (и в то же время более уязвимую) стенку.

Некоторые антибиотики (группа пенициллина и циклосерина) подавляют синтез клеточной стенки, что приводит к образованию протопластов (см. выше) и сферопластов (клеточная стенка разрушена, но не до конца). При прекращении приема антибиотиков они снова реверсируют (превращаются) в нормальные клетки или трансформируются в L-формы, но могут и погибнуть.

L-формы не имеют клеточной стенки, но могут развиваться, расти и делиться. Образование L-форм — одна из причин хронических рецидивирующих заболеваний. При неправильном приеме антибиотиков состояние больного может улучшиться, но после полной отмены происходит реверсия до полноценных форм исходного вида с восстановлением их патогенности. Кстати, может еще и появиться иммунитет к этим антибиотикам, что значит, что при рецидиве они не помогут.

Чтобы понять, почему прием антибиотиков имеет ту или иную дозировку, по стоит посмотреть на этот график:

концентрация вначале всегда выше оптимальной, но со временем выводится из организма, поэтому необходимо принимать таблетки снова. И поэтому важно подобрать антибиотики, в которых их эффективность была бы сильнее или хотя бы на уровне с возможными рисками и побочными эффектами.

Именно таким способом антибиотики влияют на представителей крупозной и очаговой пневмонии, менингита, инфекций мочевыводящих и желчных путей, сифилиса, гонореи, дифтерии, скарлатины, ангины, ЛОР-заболеваний и многих других.

• Другой механизм воздействия — нарушение синтеза белка в клетке: ингибирование (подавление) функций рибосом и синтеза белка (стрептомицин). Лечат туберкулез легких и других органов, бруцеллез, чума.
• Нарушение целостности мембран, т. е. нарушение ионных каналов, что может сделать клетку проницаемой для веществ, которые внутрь попадать не должны, или наоборот — заблокировать доступ важных веществ. (грамицидин, полимиксин). Используют при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сепсиса, и, как и пенициллин, при менингите и ЛОР-заболеваниях.
• Угнетение синтеза нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) за счет нарушения работы ферментов, которые «руководят» процессом. При лейкозе, лимфоме, лимфосаркоме, нейлобластоме у детей. Применяется вместе с другими противоопухолевыми препаратами.
• Нарушение синтеза ДНК и РНК, но за счет нарушения самих азотистых оснований — компонентов непосредственно самих нуклеиновых кислот (саркомицин). Подавляет рост культуры клеток рака Эрлиха.
• Ну и напоследок, ингибирование дыхательных ферментов бактерий (антимицин). Используется в растениеводстве для уничтожение грибов-вредителей сельского хозяйства.

Теперь стоит обсудить такую вещь как антибиотикорезистентность, т. е. устойчивость микроорганизма к действию антибиотика. Может возникать из-за мутаций и после воздействия антибиотика закрепляться у всей группы организмов.

Механизмы противостояния:

• блокирование входа в клетку — дополнительная мембрана у большинства грамотрицательных бактерий, что делает их невосприимчивыми к пенициллину.
• уменьшение размера пор (антибиотик не проходит внутрь) или появляется белок, который сразу же выводит антибиотик из клетки.
• некоторые бактерии научились инактивировать антибиотики. Например, у стафилококков (р. Staphylococcus) вырабатывается для этого вещество β-лактоназа, которое разрушает β-лактамовое кольцо у большинства пенициллинов. Для этого в них добавляют фолиевую кислоту, чтобы подавлять β-лактоназу.
• Ну и может отсутствовать сама клеточная стенка, на которую воздействует антибиотик, как, например, род микоплазма (Mycoplasma)

Напоследок стоит упомянуть, что тот факт, что антибиотики не влияю на вирусы, не означает, что они безвредны для человека. Их нельзя принимать просто так, не убедившись в том, что возбудитель болезни именно бактерия, потому что антибиотики влияют на печень (именно она занимается детоксикацией организма), кишечник (микрофлора погибает, и на ее месте может прижиться первое, что попадет). Так же то, что при лечение данной группы лекарств нельзя пить, знают все. Алкоголь влияет на активность антибиотиков и их выведение из организма печенью. Некоторые антибиотики могут взаимодействовать с алкоголем и вызывать побочные эффекты, начиная с поноса и рвоты и заканчивая судорогами и даже смертью.

«Пожалуйста, не пейте антибиотики и гормоны, которые вам выписали ваши друзья!»

Вокруг COVID-19 и вызываемых им осложнений появилось немало мифов. Низкая информированность людей и недоверие к медицине создали благоприятную среду для бума самолечения. По соцсетям гуляют списки препаратов, не имеющих никакого отношения к настоящему лечению, а люди назначают себе препараты, которые могут привести к драматическому ухудшению их состояния. В интервью «Новой газете» главный врач ГКБ № 23 им. Давыдовского профессор Елена Васильева рассказала о том, какие опасности таит самолечение от коронавируса и что делать не стоит ни в коем случае.

Влад Докшин, Екатерина Ганичева, Глеб Шульц / «Новая газета»

— Давайте поговорим про лечение коронавируса. Кому это лечение действительно необходимо?

— Надо понимать, что примерно 80–85 процентов людей, болеющих ковидом, или самостоятельно выздоравливают, или у них он протекает в относительно легкой форме. Это и очень хорошо, и в то же время большая проблема, потому что люди заразны в этот период. Они не знают, что больны, распространяют вирус, и в этом состоит коварство новой пандемии. Почему огромный процент заболевших выздоравливает самостоятельно? Потому что у нас есть собственная иммунная система. Сначала идет неспецифический иммунный ответ, потом вырабатывается специфический иммунный ответ на данный конкретный вирус, вырабатываются антитела, клетки начинают атаковать другие клетки, зараженные коронавирусом. Надо ли что-то делать в этот период с человеком?

Если он бессимптомно болеет, если у него нет тяжелых сопутствующих заболеваний, его надо оставить в покое. Не нужны антибиотики, не нужны гормоны, не нужен длинный перечень препаратов, который можно перечислять бесконечно. Как у нас сейчас бывает, когда человек заболевает: приходит сначала врач из поликлиники и рекомендует какие-то препараты. Потом пациент спрашивает своих знакомых — одного, другого, третьего. Те присылают списки рекомендованных соседями, друзьями, еще кем-то. Я нередко вижу списки из 20–25 препаратов, которые люди принимают.

Что касается так называемых противовирусных препаратов «ремдесивир» и «фавипиравир», по ним доказательства [эффективности] или не очень весомые, или их вообще нет.

Нет ни одного достоверно доказанного лекарства, которое позволило бы избежать тяжелого течения ковида.

— Когда мы говорим о каких-то препаратах, мне страшно, потому что мы с вами скажем об этом и люди, как мы видели, просто побегут и начнут сметать это с аптечных полок.

— Нет, ни в коем случае нельзя без назначения врача ничего давать. Человек может не знать, например, что ему противопоказаны противосвертывающие препараты. Не бывает лекарств без побочных действий. Если вам говорят, что лекарство без побочных действий, это жульничество. Если лекарство действует, оно действует всегда в обе стороны, оно пользу может приносить и вред. Поэтому надо обязательно по серьезным препаратам всегда советоваться с врачом.

— Давайте еще раз. Если положительный тест на коронавирус, у вас ковид — вы лежите дома. И если нет каких-то серьезных симптомов, то это все как обычная простуда.

— Не просто «лежите дома». Во-первых, не надо лежать, а надо все-таки похаживать по квартире, это профилактика тромбов.

Во-вторых, если поднимается температура и держится несколько дней или она выше 38,5–39 ˚С, конечно, надо посоветоваться с врачом. Если она держится уже достаточно долго или если появляются любые симптомы одышки, необходимо проверить насыщение кислородом. Сейчас есть такая возможность, я знаю, что в Москве дают пульсоксиметры бесплатно. И если пульсоксиметрия ниже 93, например, уже нужно беспокоиться. Если сопровождается одышкой — вызывать врача или скорую.

— А если у человека есть хронические заболевания — диабет, сердечно-сосудистые, — ему что же, сразу надо вещи в больницу собирать или тоже пока не нервничать?

— Во-первых, чем сложнее и тяжелее, тем меньше надо нервничать. Эта паника, она есть, к сожалению, и у многих врачей. Понятно почему: врачи подвержены риску, но паника мешает, паника врачей, паника пациентов мешает реально лечить. Вот чем я занимаюсь несколько часов в день — я занимаюсь психотерапией, веду очень много больных амбулаторно, и моя психотерапия сводится к тому, о чем я только что говорила. Пожалуйста, не надо пить антибиотики, не надо пить гормоны и препараты по длинному списку, присланному друзьями. Все это надо делать только по показаниям. В частности гормоны, когда они даются людям без показаний, то есть пациент не тяжелый, ухудшают прогноз. Они показаны, когда состояние утяжеляется, когда человек зависит от кислорода. А всем остальным их принимать не просто не нужно, а совсем нельзя.

— Вообще паника у людей возникла, когда начали говорить и писать, что у врачей нет единого протокола лечения ковида. Это правда, его нет?

— Это и так, и не так. Когда ковид начался, это была новая болезнь, не знали, как лечить, и вполне оправданно было пробовать разное. Не знали, как течет ковид, не знали многих симптомов, узнавали уже по ходу дела и гораздо позже, через месяц, два, три, четыре. Все новые и новые проявления этого вируса мы видим и сейчас, а тогда стихийно пробовали разные лекарства. Но на сегодняшний день картина совершенно другая.

Сейчас мы знаем, что у 10–15 процентов больных система начинает как бы буксовать, она дает не просто сбой, она начинает из-за этого сбоя гиперактивизироваться.

— То есть атакует?

— Да. Представьте себе, что машина завязла на льду или в глубоком снегу, она начинает шуметь, буксовать. Ты давишь на газ, и она начинает буксовать еще больше. Когда это происходит с организмом, выбрасываются цитокины. Вообще, это полезные для нас вещества: когда они не в больших количествах, они тоже активируют иммунную систему. Но когда их очень много, как бывает при ковиде, так называемый цитокиновый шторм, они могут повреждать ткани. Повреждение ткани приводит к выбросу еще большего количества веществ, которые стимулируют свертывание, начинается гиперкоагуляция; и, собственно, все это многообразие симптомов, которое мы видим, — это и есть проявление вот этих различных цитокинов. Реже это прямое действие вируса. И если это понимаешь, то понятен и протокол, и как лечить, а самое главное, что это уже сейчас подтверждается рандомизированными исследованиями. Вот когда только начинали, был момент абсолютно бездоказательной медицины.

— То есть несколько месяцев 2020 года?

— Да, мы вернулись в историю на 20–30 лет назад, когда не было доказательной медицины. И возвращаясь к протоколу лечения: сейчас в больницу попадают люди, у которых уже развернутая стадия, мы не кладем больных, как было раньше, у которых просто сам факт ковида или положительный тест. На сегодняшний день из препаратов у нас остается «Дексаметазон», данный вовремя, у нас остаются антицитокиновые препараты, и у нас остаются антикоагулянты, которые должны правильно даваться, в правильных дозах, это очень важно. Сейчас мы уже научились многим приемам, как правильно положить пациента, как правильно дать ему кислород, и мы гораздо меньший процент больных берем на ИВЛ и на ЭКМО. Когда к нам попадает пациент, который нуждается в кислороде, первое, что мы делаем, — помещаем его в прон-позицию и даем кислород. В разных видах — это зависит от тяжести состояния.

И практически всем мы даем антикоагулянты, от тромбов.

А дальше мы обязательно берем анализы и смотрим, развился цитокиновый шторм или еще не развился, пора уже его подавлять или не пора. Когда идет кислородная недостаточность и это подтверждается лабораторными анализами, тогда это как раз время, чтобы вводить те или иные или гормоны или антицитокиновые препараты. Одновременно мы обязательно смотрим, нет ли признаков бактериальной инфекции, если их нет, антибиотики тогда не даются. Также мы применяем и свежезамороженную плазму с высоким титром антител к коронавирусу, пока у человека нет еще собственных антител.

— Вы много всего перечислили, но не сказали про КТ, а это самая популярная в народе процедура сейчас.

— КТ нужно делать, только если это необходимо врачу для диагностики.

Мне сейчас обрывают телефон: «А можно у вас сделать КТ?» Никого не беру, как правило!

Собственно, это одна из моих задач в интервью — я очень хочу постараться хоть немножко снять панику. Да, это серьезная инфекция, но паника только помешает. Я уже говорила, это общее правило: чем сильнее вопрос, тем нужно быть спокойнее и сдержаннее и трезво принимать решения.

— То есть, когда весной всех подряд с положительным тестом отправляли на КТ, это просто потому, что не понимали, как с этим работать?

— Знаете, тогда в этом был определенный смысл. Тогда было до 30 процентов ложноотрицательных тестов, а КТ оказалось чувствительнее. И вот это очень сильно сдвинуло понимание в диагностике, и на том этапе это было очень правильно. Сейчас лучше стали тесты, сейчас мы лучше понимаем болезнь, и даже далеко не всегда КТ влияет на наши действия. Потому что бывают люди, у которых есть процесс по поражению легких, но при этом нормальная пульсоксиметрия. А у кого-то, наоборот, процент поражения небольшой, но у него есть фоновое заболевание легких, ему достаточно бывает 20 процентов, поэтому гораздо важнее общее состояние больного, пульсоксиметрия, чем просто цифры КТ.

— Давайте поговорим про антибиотики, которые исчезли из аптек.

— Эта та же тема паники. Слава богу, что их нет, потому что не нужно заниматься самолечением, особенно при коронавирусе.

— Я спрашиваю сейчас не столько про коронавирус, сколько вообще.

— И вообще не надо. Где в мире вы можете купить антибиотик без рецепта? Где?

— А у нас можно купить без рецепта?

— Да! У нас идут и сметают, потому что продается без рецепта. Нигде в Европе, в Америке вы не купите без рецепта антибиотик. Мои друзья, живущие за границей, здесь покупают рецепт и везут к себе.

— Но это как-то помогает, раз они тоже так делают?

— Это неправильно. Массовое бесконтрольное применение антибиотиков — огромная проблема. Развивается резистентность. Но в коронавирусе проблема другая, антибиотики просто почти никому не нужны. Понимаете? Их просто не надо принимать при ковиде дома. Их дают только в больнице и только в определенных ситуациях.

— Пандемия принесла нам хоть что-то хорошее?

— Хорошее в том, что на врачей обратили внимание. Вообще-то, мы и раньше работали, и нам всем могут ночью позвонить — и не обязательно с ковидом: и с инфарктом, с инсультом, — и раньше этого никто не замечал. Очень важно, чтобы с пандемией не кончилось это нормальное отношение к врачам. А то ведь Следственный комитет как активизировался до этого. Врачебные дела пошли, и я очень надеюсь, что это закончится — дела из-за врачебных ошибок. Любой врач, принимающий то или иное решение, не всегда на 100 процентов прав, все-таки болезнь — это всегда какой-то выбор, и ты должен понимать, что при таком анализе [может быть] так, а при таком — иначе… Наша работа сопряжена с определенными рисками, с определенными трудностями, бессонницей, постоянным напряжением, это и было и есть, сейчас это больше, конечно, чем было раньше.

А из грустного — это уровень недоверия к врачам и к вакцинам сейчас. Это чрезвычайно удручает.

Например, вакцина Гамалеи сделана профессиональными людьми, я их знаю много лет, и это серьезные ученые. Да, третья фаза еще не закончена, но она закончится и покажет клиническую эффективность вакцины; безопасность же была исследована еще в первой фазе.

— То есть вакцина — это хорошо и нам нужно прививаться?

— Я сама вакцинировалась «Спутником» и всю свою семью привила. Меня вакцина один раз уже защитила. Так получилось, я была в очень тесном контакте с человеком, который заболел, и были уже все проявления. То есть очень большая концентрация вируса была.

— Получается, только массовое вакцинирование дает коллективный иммунитет, а естественным путем он не нарабатывается?

— Пока нет. В Москве уже много переболело, но пока недостаточно, чтобы дать реальный иммунитет.

— Сейчас людям страшно лишний раз в больнице появиться, даже если у них есть серьезные заболевания. К чему это приводит?

— Большая беда, когда у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями появляется затяжной приступ, который может говорить об инфаркте: рука не двигается или нога, — и если подозрение на инсульт, они терпят и не едут в больницу, потому что боятся коронавируса. Но в такой ситуации надо немедленно ехать, просто немедленно.

— Не боясь заразиться коронавирусом?

— Да, потому что медицина — это статистика. Смертность естественная от инфаркта, если его не лечить, — 30–33 процента. Это выше, чем потенциальный риск умереть от ковида, на порядок выше. Поэтому, если подозрение на серьезное заболевание, немедленно надо ехать.

— Вы так говорите, будто у вас есть данные и цифры, что люди в таком серьезном состоянии не едут в больницу.

— Да, это так, и это безумно меня огорчает. К нам приезжают люди на второй, третий день от начала инфаркта, когда совсем плохо, когда сердце уже начинает рваться. Мы стали видеть разрывы — это то, чего мы вообще не видели последние годы. У нас прекрасно — правда — работающая система помощи больным с инфарктом, я даже сама была удивлена результатами. Оказалось, что время доезда скорой помощи до человека с болями в груди как было десять минут, так и осталось, несмотря на всю загруженность скорой на ковиде. Обращайте внимание, если это острая ситуация. Не ждите, звоните в скорую. И наоборот, совершенно не нужно вдруг идти сейчас к врачам проверяться, как у нас любят. Сидели себе дома [безо всяких жалоб] и тут решили провериться. Подождите, пожалуйста, пару месяцев и проверитесь, когда, я надеюсь, будет поспокойней.

Источник: novayagazeta.ru

Пульмонолог заявил о недопустимости антибиотиков для профилактики COVID :: Общество :: РБК

Принимать такие препараты бессмысленно и опасно для здоровья в будущем. Ранее Минздрав неоднократно призывал россиян не увлекаться антибиотиками при коронавирусной инфекции

Фото: Антон Ваганов / Reuters

Принимать антибиотики для профилактики коронавирусной инфекции недопустимо. Об этом рассказал главный внештатный пульмонолог Минздрава России Сергей Авдеев, передает ТАСС.

«Антибиотики не действуют ни на какие вирусы, включая новый коронавирус. Их назначают только в случае развития бактериальных осложнений новой коронавирусной инфекции», — сообщил врач.

Он напомнил, что бесконтрольный прием антибиотиков без врачебного назначения может вызвать побочные реакции, а также устойчивость к ним у микроорганизмов. Побочные эффекты могут быть разные: от неопасных для жизни сыпи или нарушения стула до анафилактического шока.

Беглов попросил не скупать антибиотики, как гречку

Минздрав неоднократно предупреждал, что применять антибиотики для профилактики COVID-19 нельзя. Главный внештатный микробиолог министерства профессор Роман Козлов в октябре сообщал, что такие препараты не предотвращают заболевание.

Охотники за антибиотиками. Сначала искали в земле, сейчас — в интернете

От чего дрожит микроб

За почти сто лет, прошедших со времен открытия пенициллина, люди успели обнаружить множество антибиотиков. Из них американским Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрено 167. Может показаться, что это много, но их разнообразие обманчиво: все антибиотики можно разделить на 12 основных классов (в каждом из которых собраны производные одного вещества).

Антибиотики борются с бактериями одним из четырех способов.

1. Нарушают синтез клеточной стенки (например, пенициллин, цефалоспорин и их производные).

Бактериальные клетки окружены слоем пептидогликанов — углеводов с белковыми вставками, которые образуют клеточную стенку. Она регулярно обновляется: одни части разрушаются, другие достраиваются. Антибиотики могут связываться с белками, собирающими цепочки пептидогликанов, и блокировать их работу. Тогда клеточная стенка продолжит разрушаться, но достраиваться уже не будет и постепенно исчезнет совсем. Бактерия не сможет контролировать поступление и выход веществ из клетки и погибнет — остановятся ее внутриклеточные процессы или она просто лопнет.

2. Нарушают синтез белка (как делают стрептомицин, тетрациклин и многие другие).

Как и в наших клетках, у бактерий белок производится на рибосомах. Это сложно организованные молекулярные машины, похожие на яйцо, состоящее из двух половин с полостями внутри. В них заходят молекулы транспортной РНК, несущие аминокислоты. Внутри рибосомы аминокислоты собираются в белковую цепочку, которая потом выходит в цитоплазму. Антибиотики могут блокировать эти процессы на разных этапах: мешать половинам рибосомы соединяться, запрещать транспортным РНК заходить внутрь и отдавать свою аминокислоту, отсоединять белковую цепочку раньше времени, когда она еще не готова. После остановки белкового синтеза бактерия как минимум не может делиться, а иногда умирает.

3. Нарушают копирование ДНК (чем занимаются, среди прочих, ципрофлоксацин и оксолиновая кислота).

Чтобы выживать, нужно размножаться, особенно если вы — патогенная бактерия. А значит, нужно копировать свою наследственную информацию. Но молекула ДНК сильно скручена, и, прежде чем копировать, нужно раскрутить и разъединить две ее цепи. Этим занимаются бактериальные ферменты гиразы и топоизомеразы, и именно их блокируют антибиотики класса хинолонов. Кроме того, они мешают считывать информацию с ДНК и «переписывать» ее на РНК, то есть останавливают синтез белка по матрице РНК. Ну и, наконец, в результате действия хинолонов в ДНК бактерии накапливаются поломки, что ведет к ее разрушению и смерти клетки.

4. Нарушают синтез фолиевой кислоты (так работает группа сульфонамидов).

В отличие от человека, бактерии не получают ее с едой, а создают сами. Фолиевая кислота, среди прочего, необходима для репликации ДНК и деления клеток. В ее отсутствие бактерии не погибают, но перестают делиться, а значит, не могут больше захватывать территории в организме.

Однако все чаще бактерии становятся устойчивы к действию «волшебных пуль». И здесь существуют три основные стратегии. Во-первых, можно не дать антибиотикам проникнуть внутрь клетки, снизив проницаемость наружной мембраны. Во-вторых, можно завести специальный белок, который эти антибиотики выкачивает из клетки или расщепляет. Например, у бактерий встречается фермент бета-лактамаза, разрушающий вещества пенициллинового ряда. Поэтому в современных препаратах можно встретить сочетание антибиотика и клавулановой кислоты, которая бета-лактамазу ингибирует (например, действующие вещества препарата амоксиклав — амоксициллин и клавулановая кислота).

И, наконец, можно изменить мишень для антибиотика, чтобы он с ней хуже связывался. Не всегда это удается сделать без ущерба для работы мишени, но бактерии, которые так или иначе смогли приобрести такую мутацию, получают значительное преимущество. После того как хотя бы одна бактерия случайным образом стала устойчива к антибиотику, его эффективность оказывается под угрозой. Бактерии делятся и активно обмениваются друг с другом генами, распространяя устойчивость в популяции. При этом скорость приобретения устойчивости невероятная: спустя всего лишь несколько лет после открытия пенициллина оказалось, что около 50% бактерий надежно от него защищены. Поэтому вопрос поиска новых средств все еще остается актуальным.

Антибиотики в стогу сена

К счастью, мы точно знаем, где искать. Антибиотики — вещества природные, придуманные бактериями и грибами для борьбы с другими бактериями-конкурентами. Значит, нужно выделить из всех возможных бактерий все возможные антибиотики и проверить, насколько эффективно они действуют на микробов-патогенов. Задача выглядит неподъемной. Не обязательно обладать знаниями комбинаторики, чтобы прикинуть, сколько времени может занять такая работа.

Тем не менее на заре изучения антибиотиков ученые действовали именно так. Брали почву, выделяли из нее культуры бактерий. Дальше к каждой культуре подселяли колонии известных патогенов и смотрели, в каком случае рост колонии патогенов затормозится. Затем собирали продукты обмена почвенных бактерий и искали там то самое тормозящее вещество. Этот метод называют платформой Ваксмана в честь разработавшего его в 40-х годах XX века микробиолога Зельмана Ваксмана. С помощью такой стратегии удалось открыть около двадцати антибиотиков, используемых в медицине до сих пор.

Но со временем платформа Ваксмана перестала приносить свои плоды. У метода обнаружились существенные ограничения. С одной стороны, он довольно трудоемкий. С другой — он рассчитан только на бактерий, поддающихся культивированию в стандартных лабораторных условиях. Таких среди всех микробов почвы приблизительно 1%, а значит, разнообразие добываемых антибиотиков сильно ограничено. Тем не менее сейчас исследователи пытаются вернуться к этой методике, используя более продвинутые технологии. Например, в 2010 году американским ученым удалось вырастить около 50% почвенных бактерий в лаборатории. Идея довольно проста: их культивируют не на искусственных подложках, а прямо на почве. При этом участки почвы, предназначенные для разных бактерий, разделены перегородками из полупроницаемой мембраны: вещества через нее проходят свободно, а вот бактерии целиком уже не пролезут. С помощью такой технологии был открыт новый антибиотик тейксобактин, который, впрочем, до сих пор не нашел применения в медицинской практике.

Раз открывать антибиотики с той же скоростью, с которой бактерии приобретают устойчивость, не получается, то приходится действовать хитростью. Например, можно «пришить» к известному препарату какую-нибудь химическую группу, обеспечивающую проникновение через мембрану или устойчивость к расщепляющим ферментам. Это довольно простой способ получить новое лекарство на основе старого, и так возникают полусинтетические антибиотики второго и последующих поколений. Большинство из 167 используемых сейчас антибиотиков — усовершенствованные производные всего лишь нескольких природных соединений.

Кроме того, если новые средства борьбы не находятся, на помощь может прийти комбинаторика. Совмещение нескольких антибиотиков в одном препарате часто оказывается выигрышным, так как выработать устойчивость к двум веществам одновременно сложнее, чем к одному. К тому же иногда оказывается, что другие лекарства, не оказывающие сами по себе влияния на микробов, могут усиливать действие антибиотиков. Например, лоперамид, известный препарат от диареи, нарушает работу мембраны бактерий, что позволяет миноциклину (родственнику тетрациклина) лучше проникать внутрь.

Не так давно было высказано предложение использовать комбинации антибиотиков, чтобы направить эволюцию бактерий в выгодную для нас сторону. Допустим, у нас есть пара антибиотиков, А и В, которые блокируют действие друг друга. И есть популяция бактерий, часть из которых устойчивы к антибиотику А, то есть разрушают его или выкачивают из клетки. Если мы эту популяцию обработаем смесью антибиотиков, А и В, то бактерии, не обладающие устойчивостью к ним, выживут. А бактерии, устойчивые к антибиотику А, не смогут блокировать антибиотик В и погибнут. Таким образом, отбор будет препятствовать приобретению устойчивости, и впоследствии с этими бактериями будет справиться проще.

Открытия на бумаге

Но допустим, мы все-таки хотим обнаружить принципиально новые антибиотики. И хотим сделать это прицельно и эффективно, не тратя ресурсы на сканирование всех бактериальных культур подряд. Можно ли как-то оптимизировать этот процесс?

В 90-х годах, когда закончилась волна открытия новых антибиотиков, возникло направление «от гена к лекарству». Логика проста: нужно сначала обнаружить жизненно важные гены (и их белковые продукты), без которых бактерии не могут выживать, а потом уже искать вещества, их блокирующие. Однако этот подход не принес ожидаемых плодов. С одной стороны, поиск жизненно важных генов оказался нелегкой задачей. В некоторых случаях были обнаружены какие-то белки с неясными функциями, а в других — выяснилось, что при разных внешних условиях становятся важны разные гены, и не очень понятно, какие именно условия имеют место в организме больного. С другой стороны, даже если удается обнаружить ключевой ген (или белок) и блокирующее его вещество, то вовсе не обязательно, что этот ген будет найден у других патогенов, в то время как хочется придумать антибиотики широкого спектра, действующие на самых разных бактерий. К тому же это найденное вещество может оказаться неприменимым в медицине, например опасным для человека или не проходящим через бактериальную клеточную стенку.

Поэтому в последнее время ученые подходят к проблеме поиска с другого конца. Примером такого исследования может служить недавняя статья, в которой коллектив ученых из России и США сообщает об обнаружении нового класса антибиотиков и его первого представителя — клебсазолицина. Cовременный процесс поиска устроен так.

1. Отправляемся в интернет-базу данных по отсеквенированным геномам бактерий.

В обсуждаемом исследовании ученых интересовали симбиотические и патогенные бактерии человека, так как их геномов особенно много в базах.

2. Ищем в этих геномах последовательности, похожие на уже известные гены антибиотиков.

У многих бактерий процесс синтеза антибиотиков выглядит следующим образом: сначала рибосома строит белок, а потом специальные ферменты модифицируют его, добавляя функциональные химические группы. Такой двухступенчатый процесс позволяет повысить разнообразие антибиотиков. В геноме бактерий гены собственно антибиотика и белков-модификаторов образуют скопления (кластеры). Вероятно, это нужно, чтобы удобнее было делиться с другими бактериями целым кластером генов одновременно. В этих скоплениях много похожих последовательностей, что позволяет искать их сразу во всей базе геномов.

3. Выбираем из найденных последовательностей антибиотиков такую, которая наименее похожа на уже известные.

Если структура молекулы отличается от других, то может отличаться и механизм действия.

4. «Подсаживаем» интересующую нас последовательность кластера генов (вместе с белками-модификаторами) в клетки E.coli, которые по ней синтезируют исследуемый антибиотик. Теперь можно его выделить и охарактеризовать.
5. Определяем окончательную структуру антибиотика.
6. Пробуем подействовать им на разных патогенных бактерий. Смотрим, насколько он активен и с помощью каких механизмов проникает в клетки и на что действует.
7. Выясняем, какие именно части молекулы критичны для ее деятельности и какая за что отвечает.

В данном исследовании оказалось, что клебсазолицин ингибирует синтез белка, закрывая отверстие рибосомы, сквозь которое белок должен выходить наружу. Кроме того, он делает это эффективнее, чем аналогичные антибиотики, так как плотнее закупоривает канал. То есть нельзя говорить об открытии принципиально нового механизма борьбы с бактериями, но можно — об обнаружении ранее неизвестного класса антибиотиков. Что характерно, клебсазолицин имеет модульную структуру, отдельные участки его отвечают за самостоятельные функции. А это значит, что возможен «антибиотический конструктор» — можно видоизменять те части молекулы, которые не отвечают за основную ее функцию, чтобы, например, облегчить прохождение антибиотика в клетку, и таким образом создать несколько препаратов на одной основе.

Что в конце тоннеля?

Несмотря на открытие новых классов антибиотиков и совершенствование методов их поиска, основная проблема — развитие устойчивости у бактерий — остается нерешенной. И как бы мы ни старались, разрабатывая новые препараты, это будет похоже на попытки устоять на беговой дорожке, потому что способы остановить перенос генов между бактериями нам все так же неизвестны.

Еще одна проблема заключается в том, что клинические испытания сильно замедляют разработку препаратов. Они обязаны соответствовать множествам требований безопасности, поэтому их совершенствование и проверка отнимают много времени. Да, компьютерные методы существенно ускорили и удешевили поиск новых антибиотиков, но сократить этап клинических испытаний пока не представляется возможным. Тем временем бактерии мутируют с гораздо большей свободой — эта беговая дорожка движется быстрее, чем мы.

Помимо того, сами исследователи жалуются на бездействие фармакологических компаний и отсутствие поддержки в разработке антибиотиков. Они отмечают, что компании заинтересованы в выпуске лекарств широкого спектра и высокой эффективности. Поэтому исследованиям многих перспективных препаратов, рассчитанных на конкретные группы бактерий, часто не дают хода, считая их невыгодными. Не исключено, что это продлится до того момента, когда устойчивые бактерии начнут представлять реальную угрозу, то есть число пациентов станет сильно больше (увы, сложно предсказать, насколько).

Что мы в итоге можем противопоставить микробной экспансии? Современные исследования не обещают нам скорой и сокрушительной победы, но предлагают тактику постепенной и изобретательной партизанской войны. Регулярные открытия новых антибиотиков, модификация старых, модульный конструктор и комбинирование препаратов создают некоторое разнообразие, сдерживающее натиск бактерий. Перемещение науки с лабораторного стола в компьютер позволяет потихоньку наращивать темпы производства боевых орудий и дает надежду на то, что в обозримом будущем мы сможем догнать беговую дорожку эволюции бактерий и бежать с ней хотя бы синхронно, оставаясь на месте. А бег на месте, как известно, общепримиряющий.

 Полина Лосева

Антибиотики могут снижать эффективность гормональной контрацепции » Медвестник

Одновременное использование антибиотиков широкого спектра и гормональной контрацепции исследователи из Великобритании связали с повышенным риском нежелательной беременности. По их мнению, пациентки должны знать о таких рисках.

Прием антибиотиков всемеро увеличивал вероятность нежелательной беременности у британских пациенток, использующих гормональную контрацепцию, следует из публикации в BMJ Evidence-Based Medicine. Для сравнения: фермент-индуцирующие препараты, эффекты которых на действие гормональных контрацептивов известны, увеличивали риск беременности в 13 раз.

Для исследования ученые провели анализ базы Yellow Card, которая содержит информацию о поступивших в Агентство по регулированию лекарственных средств и продуктов для здравоохранения Великобритании (MHRA) сообщениях о побочных эффектах препаратов.

Исследователи подробно изучили данные об антибактериальных средствах, фермент-индуцирующих препаратах и все сообщения о незапланированной беременности. В качестве материала для сравнения они взяли часто используемые женщинами детородного возраста препараты – ибупрофен, парацетамол и другие.

Всего было рассмотрено более 170 тыс. спонтанных сообщений. Частота незапланированных беременностей составила 62 случая на 100 тыс. женщин, принимавших антибиотики. В группе фермент-индуцирующих препаратов этот показатель оказался равен 119 случаям на 100 тыс., а в контрольной группе (с препаратами сравнения) – 6 случаев на 100 тыс. Удалось также выяснить, что фермент-индуцирующие средства повышали риски врожденных пороков развития у будущих детей, чего нельзя сказать об антибиотиках.

По мнению авторов публикации, женщин на гормональной контрацепции следует предупреждать, что антибиотики способны снизить эффективность этих препаратов. Во избежание нежелательной беременности исследователи рекомендуют избегать сексуальных контактов либо использовать дополнительные меры защиты (к примеру, презервативы) во время приема антибиотиков и в течение семи дней по окончании курса.

Не расплыться как бактерия – Наука – Коммерсантъ

Биохимикам МГУ удалось экспериментально проверить математическую модель того, как один из самых эффективных на данный момент антибиотиков — моксифлоксацин — взаимодействует с клеточной мембраной. Модель подтвердилась. Оказалось, что антибиотик даже слишком хороший.

Владислава Казюкова, химический факультет МГУ

Инфекционные заболевания лечатся антибиотиками — веществами, способными замедлить рост и размножение патогенных грибков, бактерий и простейших. К тому же существуют антибиотики, которые демонстрируют противоопухолевую активность. Вопреки распространенному мнению, на вирусы они никакого эффекта не оказывают.

Антибиотики воздействуют на различные компоненты клетки возбудителя. В этом отличие антибиотиков от других медикаментов: они устраняют причину заболевания, а не борются с симптомами болезни.

Но патогены совершенствуются, что требует других лекарств, поэтому поиск источников новых антибиотиков — одна из интереснейших задач современных ученых. Существует и другой подход к созданию соединений, обладающих бактерицидным эффектом,— синтетический, однако пока что он не очень эффективен. Особенно учитывая то, что препарат, убивающий микроорганизмы, часто вызывает у пациента неспецифическую реакцию, что связано с воздействием антибиотика на собственные клетки тела. Например, нобелевский лауреат Пауль Эрлих синтезировал и протестировал 606 препаратов, прежде чем найти лекарство от сифилиса, которое лишь незначительно вредило лабораторным мышам и полностью избавляло их от бактерии-возбудителя. Конечно, Эрлих проводил свои исследования в начале XX века и потому не обладал техникой и вычислительными мощностями, которые доступны науке сейчас. Однако и спустя сто лет предсказательной способности алгоритмов все еще недостаточно для того, чтобы быстро смоделировать вещество с необходимой активностью.

Битва бактерий с антибиотиком

Использование антибиотиков сопряжено со сложностями.

Во-первых, постепенно патогенные микроорганизмы могут обрести резистентность к используемым против них средствам. Например, биохимиков, которые долгое время работали со штаммами клеток, устойчивых к канамицину, нельзя им лечить от инфекций, потому что штаммы могли попасть в организм ученых и в результате горизонтального переноса генов привить внешнему патогену устойчивость к данной молекуле. Положительная селекция с геном устойчивости к определенному антибиотику применятся в молекулярной биологии: при выращивании клеточной культуры на чашке Петри в агар — питательную твердую среду для бактерий — добавляется определенный бактерицидный препарат, и выживают только те колонии, которые могут противостоять его действию, получив резистентность в результате деления. Тот же процесс протекает и в нашем организме при несистематическом лечении антибиотиками.

Во-вторых, некоторые антибиотики действуют на всю микрофлору, которая есть в организме человека. Известный модельный организм для биологических исследований, кишечная палочка, которая существует в кишечнике теплокровных, тоже может подвергаться атаке антибиотиков наряду с патогенными бактериями. Именно поэтому после курса антибиотиков врачи рекомендуют пить восстанавливающие баланс в пищеварительной системе лекарства и принимать витамин К.

В-третьих, прием антибиотиков связан с побочными эффектами: от головокружения и изменения восприятия вкусов до лейкопении и повреждения суставов. Каким бы ни задумывался эффект фармацевтического препарата, его активное вещество — очень сложная органическая молекула, состоящая из многих атомов, связанных разными взаимодействиями. Она может неспецифично связываться с составляющими эукариотических клеток, повреждая или деформируя их.

Чтобы выяснить, как именно та или иная компонента лекарства воздействует на организм человека, исследователи все чаще используют компьютерное моделирование. С помощью математических расчетов химических, электростатических и других взаимодействий можно предсказать поведение клеток, вблизи которых оказалась молекула антибиотика. Особенно интересно исследовать взаимодействие препаратов с клеточной оболочкой, потому что прежде чем достичь цели, молекулы лекарственного препараты должны миновать множество тканей организма пациента, не нарушив их целостности. Но компьютерное моделирование, каким бы сложным оно ни было, требуют экспериментального подтверждения. И здесь в игру вступают химики-энзимологи.

Антибиотик против оболочки клетки

Сотрудники кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова вместе с исследователями ИНЭОС РАН под руководством доктора химических наук Елены Кудряшевой впервые экспериментально проверили математически рассчитанную модель взаимодействия моксифлоксацина с липидной оболочкой клетки. Моксифлоксацин — один из самых действенных антибиотиков широкого спектра, поражающий множество как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий-возбудителей. Это противомикробное средство класса фторхинолонов IV поколения, которое с 2012 года включено в Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.

Структура моксифлоксацина предупреждает его эффлюкс из клетки патогена (из-за дополнительного кольца в положении 7). Он применяется при лечении острого бронхита, внебольничной пневмонии, острого бактериального синусита и прочих заболеваний дыхательных путей, кожных инфекций и поражений мягких тканей.

Как и у всех хинолонов и фторхинолонов, его действие направлено на ингибирование ДНК-гираз и бактериальной топоизомеразы IV, активность которых необходима для протекания таких фундаментальных процессов, как репликация и транскрипция. Из-за ингибирования этих ферментов невозможно свернуть обратно раскрученную суперспираль ДНК — «разрезать» ее гираза может, а вот «сшить» обратно — уже нет.

В ходе предыдущих исследований было выяснено, что большинство часто встречающихся побочных эффектов у пациентов, принимающих моксифлоксацин,— чувствительность к свету, тромбоз и прочее — вызвано неспецифическим взаимодействием препарата с клеточными оболочками. Теперь предстояло выяснить, что же именно происходит в клетке.

Клеточная мембрана человека включает в себя белки и жиры, которые в основном представлены фосфолипидами. Молекула такого липида состоит из полярной «головы» — фосфатной группы, которая обладает гидрофильными свойствами, и неполярных хвостов — длинных углеводородных цепей. Фосфолипиды образуют двойную структуру: гидрофильные остатки в сторону клетки и наружу, а между ними — прослойка из двух гидрофобных частей, называемая бислоем. В общепринятой у биологов жидкостно-мозаичной модели мембраны считается, что белковые молекулы растворены в жидком фосфолипидном бислое. Получающаяся тонкая мембранная пленка походит на мыльный пузырь — переливчатая, существующая в основном из-за сил поверхностного натяжения.

Чтобы изучить влияние антибиотика, в качестве модельной «клетки» организма-носителя исследователями использовалась липосома, сконструированная из дипальмитоилфосфатидилхолина (DPPC), окруженная стабильным частично проницаемым бислоем фосфолипида — кардиолипина (CL2-).

При pH = 7,4 — физиологическом значении кислотности в организме — моксифлоксацин существует в виде цвиттер-иона, то есть и карбоксильная группа, и аминогруппа заряжены. Последняя заряжена положительно, и из-за этого происходит образование комплекса моксифлоксацин — гидрофильный слой липидов. Этот вывод подтвержден методом ИК-спектроскопии, которая позволила уточнить, что связывание протекает между азотом моксифлоксацина с ацильными и фосфатными фрагментами кардиолипина, тогда как гидрофильная часть DPPC защищена положительно заряженной холиновой группой. К тому же, при исследовании образования комплекса фторхинолон—липидная оболочка в ультрафиолетовом диапазоне выяснено, что спектр излучения антибиотика становится менее интенсивным, что говорит об изменении его ионного состояния.

«Комплексообразование моксифлоксацина с липидным бислоем влияет на температуру фазового перехода клеточной мембраны: полное ожижение мембраны при добавлении антибиотика достигается при температуре на 2–3 градуса ниже, чем в контрольной системе, то есть нарушается ее текучесть,— рассказывает один из соавторов работы, сотрудник кафедры химической энзимологии химического факультета МГУ кандидат химических наук Ирина Ле-Дейген.— Из-за последующих нарушений подвижности белковых компонентов в жидком фосфолипидном бислое нарушаются важнейшие функции клеточных мембран — регуляторная, транспортная и защитная. Предположительно, в крайнем случае взаимодействие моксифлоксацина с отрицательно заряженной поверхностью мембраны может привести к разрушению целостности эукариотической клетки».

Как говорят авторы работы, данное исследование не просто позволяет лучше понять, как антибиотики, повсеместно применяемые для лечения теплокровных, могут негативно воздействовать на их организм. Речь идет об изменении направлений разработки новых антибиотиков на основе полученных данных. Скорее всего, изменения в формулах будущих препаратов будут направлены не столько на повышение их эффективности, сколько на уменьшение количества побочных эффектов. Меньшее количество сопутствующих воздействий может быть достигнуто и с помощью адресной доставки, которая на данный момент не применяется к хинолонам и фторхинолонам.

Как действуют антибиотики? – Антибиотики – ReAct

Антибиотики нарушают важные процессы или структуры в бактериальной клетке. Это либо убивает бактерии, либо замедляет их рост. В зависимости от этих эффектов антибиотик считается бактерицидным или бактериостатическим.

Бактерицидные и бактериостатические антибиотики

Бактерицидный антибиотик убивает бактерии, в то время как бактериостатический антибиотик останавливает рост бактерий, но не убивает клетки.В таком случае иммунная система человека необходима, чтобы избавиться от инфекции.

Мишени антибиотиков в бактериях

Существует несколько различных классов антибиотиков. Они могут иметь совершенно разные бактериальные мишени или действовать на одну и ту же мишень, но в другом месте. В принципе, у бактерий есть три основных мишени для антибиотиков:

1. Клеточная стенка или мембраны, окружающие бактериальную клетку
2. Машины, производящие нуклеиновые кислоты ДНК и РНК
3. Оборудование, производящее белки (рибосомы и связанные белки)

Эти мишени отсутствуют или различны в клетках человека и других млекопитающих, что означает, что антибиотики обычно не вредят нашим клеткам, но специфичны для бактерий. Однако в некоторых случаях антибиотики могут иметь неприятные побочные эффекты. Подробнее читайте в разделе Почему мне должно быть до этого дело? – Риски для личности и общества.

Антибиотики узкого и широкого спектра действия

Антибиотики могут иметь узкий или широкий спектр действия. Антибиотики узкого спектра действия более специфичны и активны только против определенных групп или штаммов бактерий. Вместо этого антибиотики широкого спектра действия подавляют более широкий спектр бактерий. Следует отдавать предпочтение антибиотикам узкого спектра действия, поскольку их действие на другие, не вызывающие болезни бактерии более ограничено.К сожалению, часто используются антибиотики широкого спектра действия, поскольку врачам может быть сложно вовремя диагностировать нужные бактерии или когда отсутствуют знания о том, как правильно лечить инфекцию. Для получения дополнительной информации см. Как мы здесь оказались – Использование и ненадлежащее использование – В медицине для людей.

См. Также эти избранные ресурсы для получения более подробной информации о различных антибиотиках и механизмах их действия.

Избранные ресурсы

Mode of Action – Сайт изучения устойчивости к противомикробным препаратам для студентов-ветеринаров

Различные антибиотики имеют разные механизмы действия из-за
характер их структуры и степень близости к определенной цели
сайты внутри бактериальных клеток.

1. Ингибиторы синтеза клеточной стенки . Пока клетки
   человека и животных не имеют клеточных стенок, эта структура
   критически важен для жизни и выживания видов бактерий. Препарат
   который нацелен на клеточные стенки, поэтому может избирательно убивать или ингибировать
   бактериальные организмы. Примеры: пеникллины, цефалоспорины,
   бацитрацин и ванкомицин.
2. Ингибиторы функции клеточных мембран . Клетка
   мембраны являются важными барьерами, которые разделяют и регулируют внутри-
   и внеклеточный поток веществ. Нарушение или повреждение этого
   структура может привести к утечке важных растворенных веществ, необходимых для
   выживаемость клетки. Поскольку эта структура встречается как в
   эукариотические и прокариотические клетки, действие этого класса
   антибиотики часто плохо селективны и могут быть токсичными для
   системное применение у млекопитающего-хозяина. Наиболее клиническое использование
   поэтому ограничивается актуальными приложениями. Примеры: полимиксин B и
   колистин.
3. Ингибиторы синтеза белка . Ферменты и
   клеточные структуры в основном состоят из белков.Синтез белка
   это важный процесс, необходимый для размножения и выживания
   всех бактериальных клеток. Несколько типов антибактериальных средств
   целевой бактериальный синтез белка путем связывания с 30S или 50S
   субъединицы внутриклеточных рибосом. Это действие затем приводит к
   нарушение нормального клеточного метаболизма бактерий, и
   следовательно, приводит к гибели организма или подавлению
   его рост и умножение. Примеры: аминогликозиды,
   макролиды, линкозамиды, стрептограмины, хлорамфеникол,
   тетрациклины.
4. Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот . ДНК и РНК
   являются ключами к воспроизведению всех живых форм, включая бактерии.
   Некоторые антибиотики действуют путем связывания с компонентами, участвующими в процессе.
   синтеза ДНК или РНК, что вызывает нарушение нормального
   клеточные процессы, которые в конечном итоге поставят под угрозу бактериальный
   размножение и выживание. Примеры: хинолоны, метронидазол,
   и рифампицин.
5. Ингибиторы других обменных процессов . Другой
   антибиотики действуют на отдельные клеточные процессы, необходимые для
   выживаемость бактериальных патогенов.Например,
   как сульфаниламиды, так и триметоприм нарушают метаболизм фолиевой кислоты,
   что является необходимым этапом для производства бактериями прекурсоров, важных
   для синтеза ДНК. Сульфаниламиды нацелены и связываются с
   дигидроптероатсинтаза, триметофрим ингибируют дигидрофолат
   редуктаза; оба эти фермента необходимы для производства
   фолиевой кислоты, витамина, синтезируемого бактериями, но не людьми.

Механизмы действия антибиотиков

Антибиотики используются в медицине и сельском хозяйстве против бактериальных инфекций и роста бактерий в продуктах питания.Существует несколько классов антибиотиков, и в этой статье объясняется бактерицидная или бактериостатическая активность каждого из них.

Пенициллин

Пенициллин был первым открытым антибиотиком. Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году, когда он случайно оставил бактериальные культуры открытыми возле открытого окна.

Это приводит к заражению культур спорами плесени, которые производят соединение, убивающее бактерии.Позднее Флеминг назвал это соединение пенициллином. Пенициллин входит в класс антибиотиков, называемых β-лактамами. Эти антибиотики характеризуются наличием бета-лактамного кольца в центре молекулы и действуют, препятствуя синтезу стенки бактериальной клетки.

β-лактамов препятствуют сшиванию пептидных цепей во время образования новой пептидогликановой цепи, которая является основным компонентом стенки бактериальной клетки. Таким образом, бактерия не может сохранить свою структурную целостность и разорвется (лизируется).

Структура β-лактама аналогична субъединицам, составляющим пептидогликан. Таким образом, он действует как конкурентный ингибитор транспептидазы, фермента, участвующего в перекрестном связывании пептидов, также называемого пенициллин-связывающим белком.

Цефалоспорины

Цефалоспорины также относятся к группе β-лактамов. Они очень похожи на пенициллин, но содержат другую структуру, которая обеспечивает повышенную устойчивость к инактивации ферментом, который может вырабатываться определенными бактериями, называемыми бета-лактамазой.

Цефалоспориновый антибиотик, следовательно, можно использовать, когда пенициллин неэффективен. β-лактамы имеют R-группы, которые модифицируют антибиотик, чтобы дать другой спектр активности. Цефалоспорины имеют две группы R по сравнению с одной группой пенициллина, что создает больше возможностей для химической модификации.

Аминогликозиды

Аминогликозиды обладают бактериостатическим действием; они замедляют рост и размножение бактерий, не убивая их. Эти антибиотики подавляют синтез белков, связываясь с 30S субъединицей бактериальной рибосомы.Когда эти субъединицы связываются вместе, они производят белки, необходимые клетке.

Рибосомы в клетках животных состоят из 80S и состоят из субъединиц 40S и 60S, а бактериальные рибосомы – из 70S, поэтому может быть достигнута специфическая модификация бактериальной рибосомы.

Аминогликозиды препятствуют эффективному считыванию белков, продуцируемых бактериями. Они вызывают вставку неправильных аминокислот в пептидную цепь, создавая неправильно свернутые и дефектные белки. их функция. Многие из них являются структурными белками, поэтому дефект останавливает бактерии, восстанавливающие дыры в клеточной стенке, которые подвергаются клеточному росту или размножению.

Тетрациклины

Тетрациклины ингибируют синтез белков, связываясь с субъединицей 30S рибосомы, но имеют другой способ действия по сравнению с аминогликозидами. Вместо того, чтобы препятствовать проверке продуцируемого пептида, они останавливают связывание тРНК с рибосомой, останавливая синтез белка.

Предотвращение связывания тРНК с бактериальной рибосомой эффективно предотвращает производство белков бактериями, что приводит к их гибели.

Макролиды

Макролиды имеют сходную с аминогликозидами и тетрациклинами функцию в том, что они ингибируют синтез белков путем связывания с бактериальной рибосомой, но они связываются с субъединицей 50S.Макролиды останавливают образование пептидных связей между аминокислотами, препятствуя синтезу белка.

Фторхинолоны

Фторхинолоны подавляют активность ДНК-гиразы, типа топоизомеразы, обнаруженной у прокариот, которая предотвращает вредную модификацию ДНК, называемую суперспирализацией.

Суперспирализация возникает, когда нити ДНК скручены слишком плотно или недостаточно плотно. Отмена этой суперспирализации важна для способности бактерий к репликации, поэтому ДНК-гираза является полезной мишенью для антибиотиков.Клетки человека не содержат ДНК-гиразу и вместо этого имеют другой тип топоизомеразы.

Дополнительная литература

Ближайшие и основные причины бактерицидного действия антибиотиков

70.

Moreno-Cinos, C. et al. Протеаза ClpP, многообещающая противомикробная мишень. Внутр. J. Mol. Sci. 20 , 2232 (2019).

CAS
PubMed Central

Google ученый

73.

Эзрати, Б., Дженнарис, А., Баррас, Ф. и Колле, Дж. Ф. Окислительный стресс, повреждение и восстановление белков в бактериях. Nat. Rev. Microbiol. 15 , 385–396 (2017).

CAS
PubMed

Google ученый

92.

Дэвис Б.Д. Механизм бактерицидного действия аминогликозидов. Microbiol. Ред. 51 , 341–350 (1987).

CAS
PubMed
PubMed Central

Google ученый

антибиотик | Описание, применение, классификация и устойчивость к антибиотикам

Антибиотик , химическое вещество, вырабатываемое живым организмом, как правило, микроорганизмом, которое вредно для других микроорганизмов.Антибиотики обычно производятся почвенными микроорганизмами и, вероятно, представляют собой средство, с помощью которого организмы в сложной окружающей среде, такой как почва, контролируют рост конкурирующих микроорганизмов. Микроорганизмы, вырабатывающие антибиотики, полезные для предотвращения или лечения заболеваний, включают бактерии и грибки.

Антибиотики получили всемирную известность с появлением пенициллина в 1941 году. С тех пор они произвели революцию в лечении бактериальных инфекций у людей и других животных.Однако они неэффективны против вирусов.

Первые антибиотики

В 1928 году шотландский бактериолог Александр Флеминг заметил, что колонии бактерий, растущие на культуральной чашке, подверглись неблагоприятному воздействию плесени Penicillium notatum , которая заразила культуру. Десять лет спустя британский биохимик Эрнст Чейн, австралийский патолог Говард Флори и другие выделили ответственный ингредиент, пенициллин, и показали, что он очень эффективен против многих серьезных бактериальных инфекций.К концу 1950-х ученые экспериментировали с добавлением различных химических групп в ядро ​​молекулы пенициллина для создания полусинтетических версий. Таким образом, стал доступен ряд пенициллинов для лечения заболеваний, вызываемых различными типами бактерий, включая стафилококки, стрептококки, пневмококки, гонококки и спирохеты сифилиса.

Пенициллин явно не поражал туберкулезную палочку ( Mycobacterium tuberculosis ). Однако этот организм оказался очень чувствительным к стрептомицину, антибиотику, выделенному из Streptomyces griseus в 1943 году.Стрептомицин не только чрезвычайно эффективен против туберкулеза, но и проявляет активность против многих других видов бактерий, включая палочку брюшного тифа. Двумя другими ранними открытиями были грамицидин и тироцидин, которые продуцируются бактериями рода Bacillus . Обнаруженные в 1939 году американским микробиологом французского происхождения Рене Дюбо, они были полезны при лечении поверхностных инфекций, но были слишком токсичны для внутреннего применения.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

В 1950-х годах исследователи обнаружили цефалоспорины, которые родственны пенициллинам, но вырабатываются плесенью Cephalosporium acremonium . В следующем десятилетии ученые открыли класс антибиотиков, известный как хинолоны. Хинолоны прерывают репликацию ДНК – важный шаг в размножении бактерий – и доказали свою эффективность при лечении инфекций мочевыводящих путей, инфекционной диареи и различных других инфекций, связанных с такими элементами, как кости и лейкоциты.

Применение и прием антибиотиков

Принцип, регулирующий использование антибиотиков, состоит в том, чтобы гарантировать, что пациент получит тот, к которому чувствительна целевая бактерия, в достаточно высокой концентрации, чтобы быть эффективными, но не вызывать побочных эффектов, и в течение достаточного периода времени, чтобы гарантировать, что инфекция полностью искоренен. Антибиотики различаются по диапазону действия. Некоторые очень специфичны. Другие, такие как тетрациклины, действуют против широкого спектра различных бактерий.Они особенно полезны при борьбе со смешанными инфекциями и при лечении инфекций, когда нет времени на проведение тестов на чувствительность. В то время как некоторые антибиотики, такие как полусинтетические пенициллины и хинолоны, можно принимать перорально, другие необходимо вводить внутримышечно или внутривенно.

Категории антибиотиков

Антибиотики можно разделить на категории по их спектру активности, а именно, являются ли они агентами узкого, широкого или расширенного спектра действия. Агенты узкого спектра действия (например,g., пенициллин G) влияют в первую очередь на грамположительные бактерии. Антибиотики широкого спектра действия, такие как тетрациклины и хлорамфеникол, действуют как на грамположительные, так и на некоторые грамотрицательные бактерии. Антибиотик расширенного спектра действия – это антибиотик, который в результате химической модификации воздействует на дополнительные типы бактерий, обычно на грамотрицательные. (Термины грамположительных и грамотрицательных используются для различения бактерий, клеточные стенки которых состоят из толстой сетки из пептидогликана [пептидно-сахарный полимер], и бактерий, которые имеют клеточные стенки только с тонким слоем пептидогликана. , соответственно.)

Общие антибиотики

Некоторые распространенные антибиотики перечислены в таблице.

Механизмы действия

Антибиотики оказывают свое действие за счет различных механизмов действия.Многие работают, подавляя синтез клеточной стенки бактерий; эти агенты обычно называют β-лактамными антибиотиками. Производство стенки бактериальной клетки включает частичную сборку компонентов стенки внутри клетки, транспортировку этих структур через клеточную мембрану к растущей стенке, сборку в стенке и, наконец, сшивание нитей материала стенки. Антибиотики, подавляющие синтез клеточной стенки, оказывают специфическое действие на ту или иную фазу. Результатом является изменение клеточной стенки и формы организма и, в конечном итоге, гибель бактерии.

Другие антибиотики, такие как аминогликозиды, хлорамфеникол, эритромицин и клиндамицин, подавляют синтез белка в бактериях. Основной процесс, с помощью которого бактерии и клетки животных синтезируют белки, похож, но задействованные белки различны. Селективно токсичные антибиотики используют эти различия для связывания или подавления функции белков бактерии, тем самым предотвращая синтез новых белков и новых бактериальных клеток.

Антибиотики, такие как полимиксин B и полимиксин E (колистин), связываются с фосфолипидами в клеточной мембране бактерии и препятствуют ее функции в качестве селективного барьера; это позволяет важным макромолекулам в клетке просачиваться наружу, что приводит к гибели клетки.Поскольку другие клетки, включая клетки человека, имеют аналогичные или идентичные фосфолипиды, эти антибиотики в некоторой степени токсичны.

Некоторые антибиотики, такие как сульфаниламиды, являются конкурентными ингибиторами синтеза фолиевой кислоты (фолиевой кислоты), что является важным предварительным этапом в синтезе нуклеиновых кислот. Сульфонамиды способны подавлять синтез фолиевой кислоты, потому что они похожи на промежуточное соединение (парааминобензойная кислота), которое ферментом превращается в фолиевую кислоту.Сходство в структуре этих соединений приводит к конкуренции между парааминобензойной кислотой и сульфонамидом за фермент, ответственный за превращение промежуточного продукта в фолиевую кислоту. Эта реакция обратима путем удаления химического вещества, что приводит к подавлению, но не к гибели микроорганизмов. Один антибиотик, рифампин, препятствует синтезу рибонуклеиновой кислоты (РНК) в бактериях, связываясь с субъединицей бактериального фермента, ответственного за дупликацию РНК. Поскольку сродство рифампицина к бактериальному ферменту гораздо сильнее, чем к ферменту человека, человеческие клетки не подвергаются воздействию терапевтических доз.

Способ действия и цели для антибактериальных препаратов

Обладая обширным и успешным опытом в разработке антибактериальных лекарств, Creative Biolabs может управлять вашей программой разработки лекарств, включая разработку проекта, реализацию и анализ результатов. Наша миссия – быть ответственным и надежным партнером в контрактных исследованиях по открытию новых лекарств на протяжении всего вашего проекта.

Механизм действия и цели для антибактериальных препаратов

Лечение бактериальных инфекций все больше усложняется из-за способности бактерий развивать устойчивость к противомикробным средствам.Противомикробные средства, используемые для лечения бактериальных инфекций, часто классифицируются в соответствии с их основным механизмом действия. Существует шесть основных способов действия: (1) вмешательство в синтез клеточной стенки, (2) ингибирование синтеза белка, (3) вмешательство в синтез нуклеиновых кислот, (4) ингибирование метаболического пути, (5) ингибирование функции мембраны. , (6) ингибирование АТФ-синтазы (рис.1). Следовательно, согласно механизму действия, мишени антибактериальных препаратов включают клеточную мембрану, клеточную стенку, синтез белка, синтез нуклеиновых кислот и синтез биологических метаболических соединений.

Рис.1 Мишени противомикробных препаратов. (Кирмусаоглу, 2019)

Наши услуги по антибактериальным препаратам

В связи с повышенной устойчивостью микроорганизмов к традиционным антибиотикам срочно необходимы новые препараты от микробных инфекций. Чтобы полностью способствовать открытию и разработке лекарств, Creative Biolabs предоставляет комплексные, непрерывные клинические разработки и лабораторные услуги с полным спектром решений. Мы стремимся помочь нашим клиентам оптимизировать планы развития и минимизировать затраты и время на исследования и разработки.Наши услуги охватывают шесть основных способов действия противомикробных препаратов и поддерживают обнаружение мишеней и фенотипов, в том числе:

Ингибиторы биосинтеза клеточной стенки

Бактериальные клетки окружены клеточными стенками из пептидогликана. Биосинтез пептидогликана важен для целостности структуры клеточной стенки, и это самый внешний слой и главный компонент клеточной стенки. Специфические антибиотики нарушают биосинтез пептидогликанов, тем самым нарушая целостность клеточной стенки.Поскольку клетки млекопитающих не имеют структуры пептидогликановой стенки, ингибирование биосинтеза пептидогликанов клеточной стенки является предпочтительной целью для открытия антибактериальных агентов и в то же время не оказывает значительного отрицательного воздействия на клетки-хозяева млекопитающих.

Ингибиторы биосинтеза белка

Синтез белка – это сложный, многоступенчатый процесс, в котором задействованы многие ферменты и конформационное выравнивание. Однако большинство антибиотиков мешают 30S или 50S субъединицам 70S бактериальной рибосомы, блокируя синтез бактериального белка.Например, тетрациклины, включая доксициклин, предотвращают связывание аминоацил-тРНК, блокируя сайт A (аминоацил) 30S рибосомы. Они способны ингибировать синтез белка как в 70S, так и в 80S (эукариотических) рибосомах.

Ингибиторы мембранной функции

Бактериальная мембрана обеспечивает избирательную проницаемость для клеточного гомеостаза и метаболической трансдукции энергии. Некоторые противомикробные агенты взаимодействуют с множеством мишеней за счет взаимодействия липофильной части с бактериальной мембраной, что приводит к разрушению мембранных структур и функциональным нарушениям.В настоящее время описаны антибактериальные агенты, направленные против компонентов цитоплазматической мембраны бактерий, и они могут действовать как на грамотрицательные, так и на грамположительные бактерии.

Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот

Антибиотики могут подавлять репликацию, транскрипцию и синтез фолиевой кислоты микроорганизмов. Хинолоновые препараты могут мешать синтезу ДНК, ингибируя топоизомеразу, фермент, участвующий в репликации ДНК. Например, хинолоновые препараты второго поколения – левофлоксацин, норфлоксацин и ципрофлоксацин – активны как в отношении грамотрицательных, так и грамположительных бактерий.Существуют также антибиотики, которые препятствуют синтезу РНК, ингибируя полимеразы РНК, такие как доксорубицин и актиномицин D (дактиномицин). Они взаимодействуют с системами бактерий и млекопитающих и поэтому чаще всего используются в качестве противоопухолевых и противоопухолевых препаратов, атакующих быстрорастущие злокачественные клетки, а также нормальные клетки.

Ингибиторы метаболических путей

Ингибиторы бактериального метаболизма – это класс антибиотиков, нацеленных на пути синтеза нуклеиновых кислот и аминокислот.Тетрагидрофолиевая кислота (Th5) – ключевой кофермент, используемый для синтеза нуклеиновых кислот и некоторых аминокислот во всех формах жизни. Бактерии синтезируют свою фолиевую кислоту из парааминобензойной кислоты-предшественника (ПАБК). Ингибиторы метаболизма бактерий влияют на метаболические пути бактерий, препятствуя синтезу Th5 бактериями.

Ингибитор АТФ-синтазы

АТФ-синтаза является основным ферментом, вырабатывающим энергию во всех организмах, от бактерий до позвоночных, посредством окислительного фосфорилирования или фотофосфорилирования.Бактерии могут продуцировать АТФ посредством фосфорилирования на уровне субстрата ферментируемых источников углерода или окислительного фосфорилирования с использованием дыхательных цепей и АТФ-синтазы. Было обнаружено, что некоторые антибиотики ингибируют окислительное фосфорилирование АТФ-синтазы, влияя на выработку энергии бактериями, что, в свою очередь, убивает бактерии.

Creative Biolabs имеет многолетний опыт обслуживания большого числа клиентов в рамках сотен проектов по разработке противомикробных препаратов.Наша профессиональная команда НИОКР стремится предоставить вам лучшие услуги и решения для ускорения открытия ваших антибактериальных препаратов. Если то, что вы ищете, отсутствует в списке, свяжитесь с нами или напишите нам. Мы будем рады удовлетворить ваши потребности в открытии новых лекарств.

Артикул

1. Кирмусаоглу, С. Противомикробные препараты, устойчивость к антибиотикам, стратегии и методы действия антибиотиков. 2019.

Только для лабораторных исследований.

Механизм действия и механизмы сопротивления

Герри Кауфман Преподаватель медицинских наук Йоркского университета

Антибактериальная терапия произвела революцию в медицине и имеет много преимуществ для пациентов с инфекциями или находящихся в группе риска.Однако развитие устойчивости к антибиотикам теперь ограничивает эффективность этих агентов, что является серьезной проблемой для общественного здравоохранения. В этой статье рассматриваются эти вопросы и предлагаются рекомендации по стратегиям и ресурсам для медсестер.

Стандарт сестринского дела .
25, 42, 49-55.
DOI: 10.7748 / нс2011.06.25.42.49.c8583

Переписка

[email protected]

Экспертная оценка

Эта статья прошла двойное слепое рецензирование.

Хотите узнать больше?

Подписаться на безлимитный доступ

Попробуйте доступ на 1 месяц всего за 1 фунт стерлингов и получите:

В ваш пакет подписки входит:

• Полный доступ к стандарту ухода.com и приложение «Стандарт медсестер»
• Ежемесячное цифровое издание
• Портфолио RCNi и интерактивные викторины CPD
• Обучение RCNi с помощью более 200 модулей, основанных на фактических данных
• 10 статей в месяц из любого другого журнала RCNi

Подписаться

Студент RCN? Пробная медсестра Студент

Уже подписаны? Войти

Кроме того, вы можете приобрести доступ к этой статье на следующие семь дней.