Антибиотики действуют на что: Эксперт: антибиотики не лечат коронавирус

Эксперт: антибиотики не лечат коронавирус

Материал опубликован 05 декабря 2020 в 15:35.
Обновлён 05 декабря 2020 в 15:36.

О вреде самостоятельного приема антибактериальных препаратов рассказал главный внештатный пульмонолог, член-корр. РАН Сергей Авдеев:

«Антимикробные препараты в целом и антибиотики в частности, как и все лекарственные препараты, обладают целым рядом нежелательных побочных реакций, которые могут варьироваться – от сравнительно нетяжелых (аллергическая сыпь, нарушение стула и пр.) до угрожающих жизни (например, анафилактический шок). Кроме того, необходимо учитывать и лекарственные взаимодействия, т.е. каким образом антибиотики могут взаимодействовать с теми препаратами, которые пациент получает для лечения или профилактики хронических неинфекционных заболеваний (например, кардиологические препараты и пр.). Именно поэтому антимикробные препараты должны назначаться только врачом, который и учитывает эти и другие факторы, а также может вовремя скорректировать терапию в случае возникновения нежелательных реакций.

 

Самостоятельное, также как и бесконтрольное назначение антибиотиков чревато возможным развитием побочных реакций. Также следует помнить о том, что в результате нерационального использования микробы, находящиеся на теле человека и внутри него могут приобрести устойчивость к использованным препаратам и, как следствие, после возможного развития бактериальной инфекции, врачам придется использовать иные схемы лечения, иногда с использованием нескольких препаратов (а не одного) и/или более длительные курсы терапии.

 Если говорить про применение антибиотиков в качестве профилактики коронавирусной инфекции, то это категорически недопустимо.

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

Частым осложнением антибактериальной терапии является развитие антибиотик-ассоциированной диареи на фоне дисбиоза кишечника. В ряде случаев заболевание приобретает тяжёлый  характер, развивается псевдомембранозный колит. характеризуется воспалительными изменениями в стенке кишечника, наличием жидкого стула, боли в животе , лихорадки. наиболее часто возбудителем является C.difficile.

Более подверженными тяжёлой форме течения заболевания являются ослабленные пациенты старшей возрастной группы, получавшие антибактериальные препараты широкого спектра. Заболевание может носить рецидивирующий характер. В части случаев приводит к развитию летального исхода.

Антибиотик-ассоциированный колит может быть спровоцирован даже коротким курсом одного антибактериального препарата. Часто не сразу диагностируется и не всегда хорошо поддаётся лечению.»

Когда антибиотики действуют на вирусы

Некоторые антибиотики стимулируют активность противовирусных генов в клетках, помогая бороться против вирусной инфекции.

Вирус герпеса под электронным микроскопом. (Фото: AJC1 / Flickr.com)

Частицы вируса герпеса под электронным микроскопом. (Фото: Dr. Erskine Palmer / Wiklipedia) 

‹

›

Мы знаем, что антибиотики на вирусы не действуют. Антибиотики нацелены на клетку – бактериальную, грибную или, скажем, раковую; в ней они портят важные молекулярные процессы, без которых клетка жить не может. Но вирусы – не клетки, это просто комплекс белков и нуклеиновых кислот. Понятно, почему к антибиотикам они нечувствительны.

Но это если рассматривать вирус и антибиотик отдельно от всего. Однако вирус живет не в вакууме: ему, чтобы размножаться, нужно проникнуть в клетку, а клетка его живет в окружении других клеток, самых разных, которые вместе составляют ткани и органы. Может ли быть так, что вирус почувствует антибиотик, скажем так, опосредованно, из-за изменившихся условий среды?

Исследователи неоднократно пытались узнать, как вирусы воспринимают антибиотики, и результаты получались самые разные: иногда клетки и животные становились чувствительнее к вирусной инфекции, иногда, наоборот, вирусу становилось труднее заразить хозяина.

Так, несколько лет назад Акико Ивасаки (Akiko Iwasaki) и ее коллеги из Йеля опубликовали в журнале PNAS статью, в которой говорилось, что вирус гриппа от антибиотиков только выигрывает. Все дело оказалось в том, что без бактерий, которые живут на слизистой дыхательных путей, но никак нам не вредят, иммунитет не может правильно включить систему противовирусной защиты. Антибиотики, которыми мы обрабатываем горло, этих бактерий уничтожают, делая клетки дыхательных путей более чувствительными к вирусу.

В новой статье тех же исследователей, которая вышла в Nature Microbiology речь идет о другом вирусе – вирусе простого герпеса – и о совсем другом эффекте. Вирус герпеса проникает через любую слизистую оболочку, и на сей раз антибиотиками обрабатывали вагинальную слизистую мышей. Оказалось, что антибиотики подавляли размножение вируса, и хотя количество вирусных частиц у обработанных мышей в первые дни эксперимента было такое же, как и у необработанных, симптомы болезни у них были слабее – из-за антибиотиков вирус не мог развернуться в полную силу.

Поначалу в опытах использовали смесь антибиотиков, но потом решили выяснить, какой именно из них обладает противовирусным эффектом – чтобы потом понять механизм действия. Оказалось, что вирусную активность подавлял неомицин. Что до механизма, то первым делом можно было подумать на бактерий – что гибель бактерий каким-то образом плохо сказывается и на вирусах. Однако бактерии оказались ни при чем: у мышей, лишенных микробов, неомицин действовал точно так же.

На деле же все было иначе: неомицин активировал в клетках гены, управляющие противовирусной защитой, те, что кодируют интерфероновые белки. (Причем неомицин стимулировал противовирусную защиту не только в клетках мыши, но и в клетках человека.) Как именно он это делал, еще предстоит выяснить, тем не менее, уже сейчас понятно, что действие антибиотиков на организм не ограничивается истреблением бактерий – антибиотик вполне может непосредственно влиять на молекулярно-клеточную кухню.

Неомицин проверили и на другом вирусе – на вирусе гриппа, который, как было сказано выше, от антибиотиков только выигрывал. Однако сейчас все было по-другому: когда неомицин вводили мышам в нос, то они становились довольно устойчивы даже к очень вирулентному штамму вируса – без антибиотика грипп убивал всех мышей, тогда как после неомицина выживали целых 40%.

Разумеется, это не значит, что сейчас против вирусных инфекций нужно немедленно начать применять антибиотики. Во-первых, как мы видим, все зависит от того, какой именно антибиотик и против какого именно вируса используется.

Во-вторых, если говорить о клиническом применении, то нужно еще понять, есть ли тут действительно значимая польза: антибиотики ведь убивают и наших бактериальных симбионтов, без которых нам пришлось бы очень и очень плохо, и если мы начнем еще и против вирусов лечиться антибиотиками, то можем вообще загубить всю полезную микрофлору.

Пока что эксперименты с «противовирусными антибиотиками» говорят нам в большей степени о том, что даже такие привычные вещества, как антибиотики, вполне могут нас удивить, и что изучая действие каких-нибудь веществ, нужно учитывать все возможные механизмы, с помощью которых это вещество способно подействовать на организм.

Антибиотики не действуют – что делать? | Культура и стиль жизни в Германии и Европе | DW

В течение многих десятилетий казалось, что инфекционные заболевания – по крайней мере, те из них, которые вызваны бактериальными возбудителями, – побеждены: надо только подобрать подходящий антибиотик. Но сегодня врачи бьют тревогу: в одной только Германии каждый год от инфекционных заболеваний умирают более 2 тысяч человек только потому, что возбудители-бактерии оказались резистентны – нечувствительны – к антибиотикам . А всего в странах Евросоюза в 2015 году (это последние данные) из-за устойчивости болезнетворных бактерий к действию антибиотиков умерли более 33 тысяч пациентов. Угроза очень серьезна, и если не предпринять необходимых мер по борьбе с патогенными штаммами бактерий, к 2050 году в Европе, Северной Америке и Австралии могут погибнуть около двух с половиной миллионов человек.

Бактерии-мутанты – серьезная угроза

К такому выводу пришли члены Организации экономического сотрудничества и развития (OECD), опираясь на данные актуального исследования Европейского центра профилактики и контроля заболеваний (ECDC). Было, в частности, установлено, что по сравнению с 2007 годом количество случаев со смертельным исходом из-за резистентности к антибиотикам увеличилось почти вдвое. Большая часть смертей приходится в ЕС на страны юга Европы – Португалию, Италию, Грецию.

От риска заболеть инфекционными заболеваниями не застрахован никто. Как правило, проблему решает оптимально подобранный антибиотик, помогающий организму быстрее справиться с болезнетворными бактериями. Почему же в последние полвека ситуация столь опасно изменилась? Почему появляются все новые бактерии-мутанты – патогенные штаммы, устойчивые к антибиотикам?

Врачи называют две основные причины. Первая – недостаточный уровень гигиены. Второй – слишком частое применение антибиотиков, причем речь идет здесь не только о людях, но и о животных. Мясо животных, которых пичкали антибиотиками, может “заразить” резистентностью и людей, которые его едят. И, разумеется, резистентные к антибиотикам бактерии чаще встречаются у людей в тех странах, где врачи особенно охотно выписывают антибиотики, или пациенты занимаются самолечением, принимая антибиотики без консультации с врачом. В России, Китае и Индии исследование выявило максимальное количество инфекционных заболеваний, вызванных антибиотикорезистентными бактериями, – более 40 процентов. В Исландии, например, или в Норвегии и Нидерландах таких заболеваний всего 5 процентов.

Врачи, осторожней с антибиотиками!

Поэтому, кстати, в Европе начали кампанию Antibiotic Stewardship (ABS). Необходимо, во-первых, серьезнее и быстрее делать анализы, принимать другие меры для точного определения у пациента возбудителя инфекционного заболевания – бактерий или вирусов, чтобы решить, надо ли вообще принимать антибиотики: против вирусной инфекции они все равно не помогут. Врачам рекомендуется также тщательнее взвешивать необходимость назначения антибиотика в каждом отдельном случае. Выписывая рецепт, врачи могут, например, посоветовать пациенту воспользоваться медикаментом лишь в том случае, если через день-два значительного улучшения без них не будет. 

Еще один важный фактор, который отмечают эксперты, – тщательная санитарная гигиена самого медицинского персонала. Внутрибольничные устойчивые бактерии – так называемые “госпитальные штаммы” – представляют собой особенно серьезную угрозу еще и потому, что люди с ослабленной иммунной системой (такие, как правило, и лежат в больнице) рискуют больше других.

Смотрите также:

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Шапка, шарф и теплые носки

  И хотя стопроцентной гарантии на “гриппоустойчивость” нет, несколько полезных советов, вполне оправдавших себя на практике, все же существуют. Начнем с главного, предлагает врач-терапевт из Ратингена Ангелика Ригер (Angelika Rieger) в интервью DW. В холодный период года голову и ноги нужно обязательно держать в тепле, а одеваться по принципу “луковицы”, снимая при необходимости более теплые вещи.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Соблюдать дистанцию

  Во время очередной эпидемии гриппа и простудных заболеваний следует, по возможности, избегать массового скопления людей (крупные мероприятия, переполненный общественный транспорт), также как и тесный контакт с носителями инфекции. Как это ни странно может показаться окружающим, но приветствовать друг друга в этот период лучше без рукопожатия, настаивает врач.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Чаще проветривать помещение

  Чтобы помочь организму справится с вирусными атаками, важно время от времени проветривать помещение. Оптимальной влажности воздуха (от 35 до 55%) можно достигнуть, поставив чашку с водой рядом с батареей, советует врач Ульрике Рот (Ulrike Roth). Сухой воздух пагубно влияет на слизистую оболочку гортани и носоглотки, снижая сопротивляемость организма вирусам.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Антипростудный напиток

  Не менее важно регулярно пить. Вместе с жидкостью организм получает необходимые витамины и минералы, поясняет врач Ангелика Ригер. Великолепный профилактический напиток готовится, например, из свежевыжатого морковного и апельсинового сока с добавлением тертого кусочка свежего имбиря, столовой ложки сока облепихи и нескольких капель тыквенного масла.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Руки мыть тщательно и часто

  Вирусы подстерегают нас повсюду – на дверных ручках, клавиатуре, телефонных трубках, на шариковых ручках заболевших коллег. Некоторые виды вирусов выживают на различных поверхностях до 17 дней, предупреждает эксперт по вопросам производственной медицины, врач из Кельна Ульрике Рот. Так мы переносим вирусы на лицо, глаза… Выход один – чаще мыть руки с мылом и не менее 60 секунд.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Полноценное питание

  Разнообразное питание – залог устойчивого иммунитета. Перегружать организм в это время не следует, советует Ангелика Ригер. По возможности, лучше есть чаще, маленькими порциями, обращая внимание на энергетическую ценность продуктов. Витамины С, В, D, а также цинк помогут снизить риск заболевания. Важно сочетать мясо, рыбу, яйца с овощами, корнеплодами, орехами и бобовыми, подчеркивает врач.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Айнтопф против гриппа

  Лучший пример такого комплексного блюда, по мнению врача, типичный для немецкой кухни айнтопф (Eintopf). В холодный период года это блюдо согревает, надолго утоляет голод и укрепляет иммунитет. Немецкий вариант густого борща (на снимке) варят с фасолью (или чечевицей) и айвой. Мясо можно заменить рыбой или тофу.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Прогулка в обеденный перерыв

  Спорт, пробежка, прогулка – главное движение на свежем воздухе и в любую погоду. Важно регулярно двигаться, настаивает эксперт по вопросам производственной медицины Ульрике Рот. Дышать при этом следует через нос, чтобы воздух попадал в горло уже правильной температуры. А получасовая прогулка в обеденный перерыв повышает работоспособность.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Ванны для ног

  Регулярные теплые ванны для ног помогают снять излишнее напряжение, расслабиться, улучшить кровообращение. Ванны с добавлением морской соли, хвойного масла и ароматных трав Ангелика Ригер рекомендует принимать 3-4 раза в неделю по вечерам.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Ванна или сауна?

  Регулярное посещение сауны для тех, кому она не противопоказана, прекрасный метод сохранять здоровье, поддерживать работу сердечно-сосудистой системы и укреплять иммунитет. Горячие ванны с добавлением эфирных масел также рекомендуется принимать в целях профилактики. Но ни в коем случае, если уже поднялась температура, – предупреждает терапевт из Ратингена.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Чай согревает и предупреждает

  Чай хорош в любое время дня, считает Ангелика Ригер. Жидкость в виде горячего чая из целебных трав лучше усваивается организмом, предупреждая излишнюю сухость слизистой оболочки носоглотки. Хорошее действие, по мнению врача, оказывают чаи из липы, цветов бузины, ромашки, шалфея и имбиря, которые следует пить, чередуя.

• Как противостоять простудным заболеваниям

  Оздоровительный сон, секс и никакого стресса

  Чтобы оставаться здоровым необходимо достаточно спать и регулярно отдыхать. Следует научиться делать небольшие паузы, овладеть техникой расслабления и снятия стресса, ведь именно он блокирует способность организма к регенерации. Действенным средством профилактики простуды врачи считают и регулярный секс, который способствует росту защитных антител в крови.

  Автор: Инга Ваннер

Бесконтрольный приём антибиотиков опасен для здоровья и жизни

В последнее время появилась опасная тенденция — люди пытаются самостоятельно назначать себе антибиотики, причём не только для лечения, но и для профилактики. Врачи бьют тревогу по этому поводу.

Врач – клинический фармаколог Рязанской больницы N°4 Ирина Владимировна Широкова

«Бесконтрольный приём антибиотиков может иметь непредсказуемые последствия для здоровья и жизни человека», — подчёркивает врач – клинический фармаколог Рязанской больницы N°4 Ирина Широкова.

Врач обращает особое внимание на то, что антибактериальные препараты или антибиотики не действуют на вирусы, в том числе на возбудителя COVID-19.

«Назначение антибактериальной терапии пациентам с ОРВИ или коронавирусом оправдано только при наличии убедительных признаков бактериальной инфекции, которые может определить только врач. Изменения в лёгких при COVID-19 вызваны вирусом, а не бактериями», — говорит Ирина Широкова.

Неправильный приём способствует появлению устойчивых к этому антибиотику бактерий, таким образом, в дальнейшем справиться с ними будет крайне сложно.

Последствия бесконтрольного приёма антибиотиков очень опасны. Они могут вызывать токсические поражения печени, почек, органов кроветворения, неврит слухового нерва, аллергию, разрывы сухожилий, а в сочетании с некоторыми лекарственными препаратами привести к развитию тяжёлых нарушений сердечного ритма.

«Подавляя нормальную микрофлору человека антибиотики могут привести к снижению иммунитета и развитию тяжёлого дисбактериоза. Когда, кому и какой антибактериальный препарат назначить, предусмотреть возможные взаимодействия с уже принимаемыми лекарствами может только врач», — отмечает Ирина Широкова.

Бесконтрольный прием антибиотиков для профилактики COVID-19 крайне опасен

Бесконтрольный прием антибиотиков в качестве профилактики от COVID-19 крайне опасен и грозит тяжелыми последствиями для человека, прокомментировал «Башинформу» главный внештатный специалист по инфекционным болезням Минздрава Башкирии Дамир Валишин.

Как подчеркнул эксперт, есть четкие показания к назначению антибиотиков.

«COVID-19 – вирусная инфекция, а она антибиотиками не лечится. При коронавирусе есть четкое разграничение, кому можно назначать антибиотик. Антибиотики действуют исключительно на бактерии. Поэтому он назначается только при присоединении бактериальных осложнений, когда для этого возникают показания, — пояснил Дамир Валишин. — Но почему-то у населения сформировался такой стереотип: как только заболел, сразу, без назначения врача начинают пить антибиотик, хотя это только, наоборот, вредит организму. Влияет на течение заболевания, плюс последствия после такого бесконтрольного применения достаточно серьезные».

Речь, в первую очередь, идет о формировании антибиотикоустойчивых штаммах бактерий, которые позже способны вызвать очень тяжелые болезни.

«У антибиотиков много побочных эффектов — токсическое, аллергическое, вплоть до того, что может развиться анафилактический шок при их использовании без показания, без назначения врача, — добавил главный внештатный специалист по инфекционным болезням Минздрава Башкирии. — Поэтому нужно всегда сначала обратиться к врачу, чтоб он поставил правильный диагноз и назначил соответствующее лечение. Надо ведь понять, что лечить и как лечить. А когда наобум, под влиянием страха или паники люди начинают пить антибиотики, то это может закончиться для них очень плачевно».

Коронавирус — это васкулит или поражение сосудов. При COVID-19 развивается поражение именно сосудов.

Населению важно четко объяснить, что при коронавирусе развивается поражение сосудов легких, почек, сердца, мозга, а не пневмония – только тогда и будет понимание, убежден медик.

«Еще раз повторю: COVID-19 — это вирусная инфекция. Она лечится противовирусными препаратами, не антибиотиками. Об этом нужно везде писать и объяснять населению. А у нас основное средство – социальные сети. Кто-то напишет: «Антибиотики пил, мне стало легче, поправился», а остальные верят. В этом большая проблема, на мой взгляд: народ сейчас не слушает врачей, все узнает из соцсетей. Мой совет: обратитесь сначала к врачу. Может, это не коронавирус вообще, а любое другое заболевание начинается. Лечиться без назначения непонятно от чего – очень неразумно», — заключил врач.

Пресс-служба Министерства здравоохранения Республики Башкортостан (информация с сайта ИА «Башинформ»)

Почему антибиотики не убивают коронавирус

https://ria.ru/20200317/1568739614.html

Почему антибиотики не убивают коронавирус

Почему антибиотики не убивают коронавирус

Многие знают, что при пневмонии — наиболее распространенном и тяжелом заболевании дыхательной системы — обычно назначают антибиотики. Главное осложнение… РИА Новости, 17.03.2020

2020-03-17T17:43

2020-03-17T17:43

2020-03-17T17:47

наука

коронавирус covid-19

иван коновалов

здоровье

воз

российский медицинский университет имени н. и. пирогова

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/154954/30/1549543049_0:149:3072:1877_1920x0_80_0_0_a461c1d48c262f8125e4cb91ba5034fd. jpg

МОСКВА, 17 мар — РИА Новости. Многие знают, что при пневмонии — наиболее распространенном и тяжелом заболевании дыхательной системы — обычно назначают антибиотики. Главное осложнение коронавирусной инфекции COVID-19 — пневмония. Но антибиотики не помогут. Эксперты объяснили почему.Антибиотики, или, как их еще называют, противомикробные препараты, подавляют патогенные микроорганизмы — бактерии или грибки. А вирусы — это не организмы, они живут внутри клеток человека.”Против вирусов, в том числе коронавируса, антибиотики бесполезны. Они помогают только при бактериальных инфекциях”, — подчеркивает профессор, член-корреспондент РАН Сергей Нетесов, заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии Новосибирского госуниверситета, заведующий лабораторией молекулярной биологии РНК-вирусов ФГУН ГНЦ вирусологии и биотехнологии “Вектор”. Пневмонию часто вызывают бактериальные и грибковые инфекции. Врач и при коронавирусе может назначить антибиотики — но лишь в том случае, если на фоне ослабления иммунитета к основному заболеванию добавились микробные патогены. На сайте Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в разделе “Наиболее часто задаваемые вопросы” об этом сказано четко: “Антибиотики действуют только против бактерий. Для лечения и профилактики коронавирусной инфекции антибиотики не используют. Однако, если вы госпитализированы с COVID-19, вам могут их назначить, поскольку не исключена бактериальная коинфекция”.”На сам вирус антибиотики никак не действуют, их прием скорее приведет к побочным эффектам, — подтверждает в интервью РИА Новости доцент кафедры инфекционных болезней у детей ПФ РНИМУ им. Н. И. Пирогова, кандидат медицинских наук, инфекционист Иван Коновалов. — Это касается самолечения. Но если мы говорим о тяжелых формах заболевания коронавирусом в стационаре, то без антибиотиков не обойтись, поскольку вирус, по сути, создает некий “плацдарм” для поражения легких бактериями и грибками”.К сожалению, специальные препараты для борьбы с коронавирусом еще не разработали.”На данный момент рекомендованных лекарственных средств, предназначенных для профилактики или лечения инфекции, вызванной новым коронавирусом, нет, — отмечается на сайте ВОЗ. — Некоторые методы находятся в стадии изучения, и им предстоят клинические испытания”.

https://ria.ru/20200316/1568691674.html

https://ria.ru/20200316/1568686322.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn25.img.ria.ru/images/154954/30/1549543049_108:0:2839:2048_1920x0_80_0_0_3326f7cd4fe772d8c0f184fd89f76850.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

коронавирус covid-19, иван коновалов, здоровье, воз, российский медицинский университет имени н. и. пирогова

МОСКВА, 17 мар — РИА Новости. Многие знают, что при пневмонии — наиболее распространенном и тяжелом заболевании дыхательной системы — обычно назначают антибиотики. Главное осложнение коронавирусной инфекции COVID-19 — пневмония. Но антибиотики не помогут. Эксперты объяснили почему.

Антибиотики, или, как их еще называют, противомикробные препараты, подавляют патогенные микроорганизмы — бактерии или грибки. А вирусы — это не организмы, они живут внутри клеток человека.

“Против вирусов, в том числе коронавируса, антибиотики бесполезны. Они помогают только при бактериальных инфекциях”, — подчеркивает профессор, член-корреспондент РАН Сергей Нетесов, заведующий лабораторией биотехнологии и вирусологии Новосибирского госуниверситета, заведующий лабораторией молекулярной биологии РНК-вирусов ФГУН ГНЦ вирусологии и биотехнологии “Вектор”.

Пневмонию часто вызывают бактериальные и грибковые инфекции. Врач и при коронавирусе может назначить антибиотики — но лишь в том случае, если на фоне ослабления иммунитета к основному заболеванию добавились микробные патогены.

16 марта 2020, 19:37НаукаУченые назвали причину быстрого распространения коронавирусаНа сайте Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в разделе “Наиболее часто задаваемые вопросы” об этом сказано четко: “Антибиотики действуют только против бактерий. Для лечения и профилактики коронавирусной инфекции антибиотики не используют. Однако, если вы госпитализированы с COVID-19, вам могут их назначить, поскольку не исключена бактериальная коинфекция”.

“На сам вирус антибиотики никак не действуют, их прием скорее приведет к побочным эффектам, — подтверждает в интервью РИА Новости доцент кафедры инфекционных болезней у детей ПФ РНИМУ им. Н. И. Пирогова, кандидат медицинских наук, инфекционист Иван Коновалов. — Это касается самолечения. Но если мы говорим о тяжелых формах заболевания коронавирусом в стационаре, то без антибиотиков не обойтись, поскольку вирус, по сути, создает некий “плацдарм” для поражения легких бактериями и грибками”.

К сожалению, специальные препараты для борьбы с коронавирусом еще не разработали.

“На данный момент рекомендованных лекарственных средств, предназначенных для профилактики или лечения инфекции, вызванной новым коронавирусом, нет, — отмечается на сайте ВОЗ. — Некоторые методы находятся в стадии изучения, и им предстоят клинические испытания”.16 марта 2020, 18:41НаукаПередается ли коронавирус через наличные деньги?

Минздрав предупреждает: приём антибиотиков без назначения врача опасен для здоровья

В большинстве стран мира покупка антибиотиков без рецепта от врача невозможна. Такое положение дел поддерживает врачебное сообщество, в том числе и Ульяновской области. Особенно остро вопрос бесконтрольного приёма антибиотиков стоит в период пандемии. О том, к чему может привести приём препаратов, борющихся с бактериями, рассказали ведущие эксперты региона в канун Всемирной недели правильного использования антибиотиков. Период, призванный повысить осведомленность граждан об устойчивости к антибиотикам, стартует 18 ноября и продлится до 24.

Заместитель главного врача Центра общественного здоровья и медицинской профилактики Ульяновской области Лилия Кирилина отметила, что с момента открытия антибиотиков, они стали одними из самых мощных средств в арсенале современной медицины и самым часто назначаемыми препаратами. Однако слишком частое их использование и использование не по назначению способствуют появлению устойчивости.

«В условиях распространения коронавирусной инфекции ульяновцы часто допускают ошибки при применении препаратов. В таком случае не только снижается эффект от терапии этими препаратами, но и может быть существенный вред организму», – сказала Лилия Кирилина.

Об антибиотиках

Клинический фармаколог Ульяновской областной клинической больницы Сергей Ковеленов объяснил, что антибиотики являются уникальными препаратами, в отличие от других, при попадании в организм взаимодействуют с микроорганизмами. Существует два основных вида антибактериальных препаратов, это бактериостатики, которые замедляют рост бактерий, прекращают их размножение, приводя к гибели всей популяции. Также антибиотики бывают бактерицидными, которые непосредственно убивают микроорганизмы, действуя быстрее, чем бактериостатические. Кроме того, существует большое количество таких препаратов, наиболее широко из них используются в амбулаторной практике: пенициллины, цефалоспорины, макролиты и фторхинолоны. Другие классы зачастую применяются лишь в стационаре.

Профилактика и антибиотики

Клинический фармаколог, врач-терапевт и главный клинический фармаколог минздрава Марина Кузовенкова особо отметила, что в амбулаторных условиях профилактическое назначение антибактериальной терапии несёт вред.

«Профилактическое назначение антибиотиков возможно по назначению врача. Когда мы начинаем принимать антибиотики в целях профилактики, мы подавляем условно патогенные и полезные микроорганизмы. На их место заселяются патологические микроорганизмы, и мы можем получить в итоге заболевание, вызванное плохими бактериями», – объяснила врач.

Антибиотики и вирусные инфекции

Главный специалист-пульмонолог регионального Минздрава, заведующая отделением пульмонологии Ульяновской областной клинической больницы Ирина Галушина напомнила ульяновцам, что антибиотики не эффективны против вирусов.

«Первое, что делают многие люди при повышении температуры, идут в аптеку и покупают антибактериальные препараты. Это совершенно неверно, нужно понимать, что бактерии – это отдельные микроорганизмы, и на них действуют антибиотики или антибактериальные препараты, – подчеркнула Ирина Галушина. – Антибиотики против вирусов не эффективны, здесь должны применяться противовирусные препараты. Причем противовирусные препараты также имеют свою градацию».

Таким образом, если при лечении вирусной инфекции назначить антибиотик, можно уничтожить здоровые микроорганизмы, которые живут и в пищеварительном тракте, и на слизистой дыхательных путей. Тогда здесь поселятся патогенные микроорганизмы, которые на фоне вирусной инфекции вызовут осложнения. Кроме того, убивая микробы, которые повышают иммунную систему, можно снизить защитные функции организма.

Правила приема

Необходимо знать, что антибиотики могут вызвать побочные эффекты, оказать негативное влияние на желудочно-кишечный тракт, нарушить функции печени до развития токсического гепатита и почек.

При приёме антибиотиков необходимо сбалансировано питаться, употреблять пребиотики, которые содержатся в йогуртах. Это благоприятно влияет на желудочно-кишечный тракт, предотвращая гибель полезных микроорганизмов в кишечнике. Употребление алкоголя несовместимо с некоторыми видами антибиотиков, его следует исключить вовсе в период приёма препаратов, подчеркивают специалисты.

Если врач назначил антибиотики, важно соблюдать дозу, кратность и длительность применения препарата. Самостоятельно уменьшать и увеличивать дозу препаратов нельзя. Важным аспектом является применение препарата до и после еды. Есть препараты, которые практически не всасываются при наличии в желудке пищи.

При обращении к врачу необходимо сообщить о наличии аллергических реакций, о приёме антибиотиков и имеющихся нарушениях функций печени и почек.

Самолечение

«Часто приходится сталкиваться с ситуациями, когда до обращения к врачу пациент успевает принять несколько видов антибиотиков. При назначении лечения приходится выписывать более сложные антибиотики, потому что другие будут не эффективны, – сказала Ирина Галушина. – Сейчас все напуганы коронавирусной инфекцией, и, когда даже просто повышается температура, люди идут в аптеку и самовольно покупают несколько антибиотиков. Доходит все до того, что люди начинают делать внутримышечные инъекции. Человек получает огромную резистентность, то есть формируется устойчивость. Это значит, что в следующий раз, когда у него будет бактериальная инфекция и ему потребуется назначение антибиотика, он уже не подействует. Таким образом, чем человек чаще себе назначает что-то, тем выше шанс, что когда ему потребуется бактериальная терапия просто не останется препаратов, которые смогут ему помочь».

Как пояснили медики, при бездумном использовании антибиотиков и вирусном поражении лёгких и сосудов развивается поражение желудочно-кишечного тракта, в первую очередь кишечника. Таким образом, даже вылечившись от коронавируса, человек остаётся на больничной койке с тяжёлой патологией кишечника.

«Работая в ковидном госпитале, могу сказать, что к нам приезжает более 90 процентов пациентов, которые принимали на дому минимум два антибиотика. Мы это анализируем и, если есть показания к назначению антибактериальных препаратов, не остаётся резерва, – поделилась Марина Кузовенкова. – Хотелось бы призвать не лечиться по тем схемам, которые сейчас циркулируют в соцсетях, пересылаются через знакомых в мессенджерах. Буквально вчера я наткнулась на схему, в которой было два антибиотика из несовместимых групп. Они обладают кардиотоксическим действием, в госпитале уже было два пациента, которые поступили с таким эффектом, «лечась» по подобной схеме».

Также врач призвала всех не паниковать, ведь коронавирусная инфекция нечасто сопровождается бактериальной инфекцией, и антибиотики должны назначаться лишь при фактах, подтверждающих присоединение.

Елена Нестерова

Как антибиотики убивают клетки бактерий, но не клетки человека?

Гарри Мобли, заведующий кафедрой микробиологии и иммунологии Медицинской школы Мичиганского университета, дает такой ответ.

Чтобы быть полезными при лечении инфекций человека, антибиотики должны избирательно воздействовать на бактерии для уничтожения, а не на клетки своего человеческого хозяина. Действительно, современные антибиотики действуют либо на процессы, уникальные для бактерий, такие как синтез клеточных стенок или фолиевой кислоты, либо на специфические для бактерий мишени в рамках процессов, общих как для бактериальных, так и для человеческих клеток, включая репликацию белка или ДНК. .Ниже приведены некоторые примеры.

Большинство бактерий производят клеточную стенку, которая частично состоит из макромолекулы, называемой пептидогликаном, которая сама состоит из аминосахаров и коротких пептидов. Человеческие клетки не производят пептидогликан и не нуждаются в нем. Пенициллин, один из первых широко используемых антибиотиков, предотвращает заключительную стадию перекрестного сшивания или транспептидацию при сборке этой макромолекулы. В результате получается очень хрупкая клеточная стенка, которая лопается, убивая бактерии. Человеку-хозяину не причиняется никакого вреда, потому что пенициллин не подавляет биохимические процессы, происходящие внутри нас.

Бактерии также можно избирательно уничтожать, воздействуя на их метаболические пути. Сульфонамиды, такие как сульфаметоксазол, похожи по структуре на парааминобензойную кислоту, соединение, имеющее решающее значение для синтеза фолиевой кислоты. Все клетки нуждаются в фолиевой кислоте, и она может легко диффундировать в клетки человека. Но витамин не может проникнуть в бактериальные клетки, поэтому бактерии должны вырабатывать свои собственные. Сульфамидные препараты, такие как сульфаниламиды, ингибируют критический фермент – дигидроптероатсинтазу – в этом процессе.Как только процесс остановлен, бактерии больше не могут расти.

Другой вид антибиотиков – тетрациклин – также подавляет рост бактерий, останавливая синтез белка. И бактерии, и люди осуществляют синтез белка в структурах, называемых рибосомами. Тетрациклин может проникать через мембраны бактерий и накапливаться в высоких концентрациях в цитоплазме. Затем тетрациклин связывается с одним участком рибосомы – 30S (меньшей) рибосомной субъединицей – и блокирует ключевое взаимодействие РНК, которое отключает удлиняющуюся белковую цепь.Однако в клетках человека тетрациклин не накапливается в достаточных концентрациях, чтобы остановить синтез белка.

Аналогичным образом репликация ДНК должна происходить как в бактериях, так и в клетках человека. В каждом из этих процессов процесс достаточно отличается, поэтому антибиотики, такие как ципрофлоксацин – фторхинолон, известный своей активностью против бациллы сибирской язвы, – могут специфически воздействовать на фермент, называемый ДНК-гиразой, в бактериях. Этот фермент расслабляет плотно закрученную хромосомную ДНК, тем самым позволяя репликации ДНК продолжаться.Но этот антибиотик не влияет на спирали ДНК человека, и, таким образом, бактерии снова умирают, а хозяин остается невредимым.

Многие другие соединения могут убивать как бактериальные, так и человеческие клетки. Именно селективное действие антибиотиков против бактерий делает их полезными при лечении инфекций, в то же время позволяя хозяину прожить еще один день.

Как действуют антибиотики? | New Scientist

Антибиотик – это лекарство, борющееся с бактериями. Антибиотики также можно назвать противомикробными, но это более широкий термин, который включает лекарства, которые борются с бактериями или другими типами микробов, такими как вирусы или грибки.Антибиотики не действуют против вирусов, например, вызывающих простуду и грипп.

Антибиотики действуют по-разному. Они могут убить бактерии или просто отключить их или замедлить их размножение, давая иммунной системе больше времени на то, чтобы избавиться от инфекции. Многие антибиотики не позволяют бактериям производить белки, которые необходимы для выживания и размножения. Другие мешают им копировать ДНК.

Пенициллин, первый антибиотик, разработанный в качестве лекарственного средства, блокирует построение клеточной стенки бактерии.При ослаблении этой важной части ее структуры клетка может легко разорваться. Даптомицин нарушает целостность клеточной мембраны, позволяя ионам или небольшим молекулам просачиваться внутрь и из клетки, что также может быть смертельным для бактерий.

Некоторые антибиотики узкого спектра действия эффективны только против определенных типов бактерий, тогда как препараты широкого спектра действия могут бороться с широким спектром.

Реклама

Все антибиотики будут оказывать определенное влияние на бактерии, которые обычно живут внутри нашего тела, и способствуют нашему здоровью, микробиому.В качестве побочного эффекта они могут убить некоторые полезные для нас бактерии и облегчить задачу другим бактериям занять их место.

У нас есть сотни антибиотиков, но они делятся примерно на 15 основных классов. Многие из них естественным образом производятся определенными микробами для уничтожения других. Большинство из них были обнаружены между 1940 и 1960 годами. Скорость, с которой мы разрабатываем новые, резко снизилась.

У некоторых бактерий выработалась устойчивость к определенным антибиотикам. Устойчивые к антибиотикам бактерии становятся все более распространенными, что затрудняет лечение инфекций.Эта проблема усугубляется чрезмерным использованием антибиотиков как в медицине, так и в сельском хозяйстве.

Врачи часто назначают курс антибиотиков продолжительностью одну или две недели и советуют пациентам закончить курс, даже если они почувствуют себя лучше. Недавние исследования показывают, что более короткие курсы так же эффективны в уничтожении бактерий и с меньшей вероятностью вызывают устойчивость к антибиотикам. Сэм Вонг

Как работают антибиотики, что они лечат и сколько времени они принимают

• Антибиотики лечат инфекцию, разрушая стенки бактериальных клеток или предотвращая размножение и распространение бактерий.
• Антибиотики лечат бактериальные инфекции, но некоторые из них могут также обладать противовоспалительными свойствами, которые могут помочь при других типах заболеваний.
• Антибиотики начинают действовать немедленно, но вы можете не чувствовать облегчения симптомов в течение нескольких дней, поскольку ваша иммунная система успокаивается.
• Эта статья была рецензирована с медицинской точки зрения Грэмом Снайдером, доктором медицины, магистром медицины, который является медицинским директором отделения профилактики инфекций и больничной эпидемиологии в Медицинском центре Университета Питтсбурга.
• Посетите домашнюю страницу Insider, чтобы узнать больше.

Антибиотики – это популярная группа лекарств, которые помогают организму бороться с бактериальными инфекциями. По данным Центра по контролю за заболеваниями, только в 2017 году врачи выписали американцам около 260 миллионов рецептов на антибиотики.

Вот что вам нужно знать об этом важном классе лекарств.

Как действуют антибиотики?

Антибиотики лечат бактериальные инфекции несколькими различными способами, которые включают нарушение различных этапов жизнедеятельности и размножения бактерий в организме человека.

Бактерии имеют клеточные стенки, которые помогают защитить их от суровой окружающей среды внутри вас. Эти клеточные стенки защищают хрупкую внутреннюю часть, содержащую ДНК и важные белки, которые бактерии используют для бесполого размножения. Антибиотики часто работают одним из трех способов:

1. Антибиотики убивают бактерии, разрывая защитные клеточные стенки бактерий или в первую очередь предотвращая их формирование.
2. Антибиотики мешают бактериям копировать свою ДНК, что необходимо для размножения.
3. Антибиотики нарушают метаболизм бактерий, что затрудняет их размножение и распространение по организму.

Бактерицидные антибиотики – это препараты, которые полностью убивают бактерии. Примеры включают пенициллин, ванкомицин и цефалоспорин.

Бактериостатические антибиотики – это препараты, предотвращающие размножение бактерий. Примеры включают антибиотики, включая ципрофлоксацин, тетрациклин и рифамицин.

Некоторые антибиотики могут убивать бактерии и предотвращать их дальнейший рост.Это просто зависит от назначенной вам дозы, а также от того, насколько далеко зашла ваша бактериальная инфекция.

Что лечат антибиотики?

Врачи прописывают антибиотики при всех типах бактериальных инфекций, от незначительной ангины или инфекций мочевыводящих путей до тяжелых, опасных для жизни состояний, таких как бактериальная пневмония или сепсис.

«Свойства некоторых антибиотиков делают их поддающимися лечению и при других заболеваниях», – говорит Энтони Каве, доктор медицины, врач-анестезиолог и специалист по интегративной медицине. Например, хинолоновая и тетрациклиновая группы антибиотиков используются в противомалярийной терапии.

Некоторые антибиотики также обладают противовоспалительным действием, что может быть полезно при лечении воспаления, вызванного вирусной инфекцией. Например, исследователи изучают, как антибиотик азитромицин может помочь уменьшить воспаление, а также помочь пациентам с COVID-19.

Однако Каве отмечает, что «Мы все еще изучаем этот эффект антибиотиков. Азитромицин – один из этих антибиотиков.Возможно, что некоторые из известных успехов азитромицина объясняются его противовоспалительным действием ».

Какие антибиотики мне следует принимать?

В зависимости от типа инфекции врач может назначить вам один из двух типов антибиотиков: широкого или узкого спектра действия.

Антибиотики широкого спектра действия воздействуют на широкий спектр бактерий, тогда как антибиотики узкого спектра действия атакуют определенные типы бактерий.

Врачи часто пытаются назначить антибиотики узкого спектра действия, когда знают, какие бактерии вызвали инфекцию. Например, при фарингите, вызванном Streptococcus pyogenes , , врач может прописать бензилпенициллин.

Потому что необоснованное использование антибиотиков широкого спектра действия может способствовать развитию устойчивости к антибиотикам. «К сожалению, необходимо учитывать побочные эффекты антибиотиков […]. В частности, необходимо учитывать бактериальную резистентность при использовании антибиотиков для лечения небактериальных инфекций», – говорит Каве.

Могут ли антибиотики лечить COVID-19?

Ученые согласны с тем, что антибиотики не влияют напрямую на SARS-CoV-2, вирус, ответственный за COVID-19. Это потому, что «антибиотики не лечат вирусные инфекции», – говорит Каве.

Тем не менее, данные из Китая показывают, что большой процент пациентов с тяжелыми случаями COVID-19 получают антибиотики. Но они лечат не вирусную инфекцию.

Часто это вторичная бактериальная инфекция, которая развивается у пациентов из-за ослабленной иммунной системы.В обзоре 247 госпитализированных пациентов с COVID-19 в Китае исследователи обнаружили, что 15% выживших и 50% умерших заразились вторичными бактериальными инфекциями.

COVID-19 – не единственное заболевание, вызывающее опасные вторичные инфекции. По оценкам CDC, во время пандемии гриппа A (h2N1) в 2009 году во всем мире умерло 151 700–575 400 человек. Примерно половина этих смертей была вызвана вторичной бактериальной пневмонией.

Таким образом, врачи могут назначать антибиотики в качестве меры предосторожности.«У нас пока нет точных инструментов для определения того, является ли инфекция бактериальной или вирусной, и в таких случаях антибиотик может быть назначен эмпирически, если врач сочтет это целесообразным», – говорит Каве.

Как долго действуют антибиотики?

Антибиотики начинают действовать практически сразу. Например, амоксициллин достигает пика в организме примерно за час. Однако человек может почувствовать облегчение симптомов лишь позже.

«Антибиотики обычно улучшают состояние пациентов с бактериальными инфекциями в течение одного-трех дней», – говорит Каве. Это связано с тем, что при многих заболеваниях иммунная реакция организма является причиной некоторых симптомов, и иммунной системе может потребоваться время, чтобы успокоиться после уничтожения вредных бактерий.

Некоторые антибиотики, такие как фосфомицин, который используется для лечения определенных случаев ИМП, действуют немедленно и обычно требуют только одной дозы. Другие антибиотики, включая тетрациклин, который используется для лечения широкого спектра заболеваний, от прыщей до сифилиса, могут потребовать нескольких недель лечения с применением нескольких доз, прежде чем пациент заметит какое-либо улучшение симптомов.

«Сроки зависят от типа инфекции и чувствительности бактерий к этому конкретному антибиотику», – говорит Каве.

Могу ли я прекратить прием антибиотиков раньше срока?

Важно пройти полный курс антибиотиков, даже если вы заранее почувствуете себя лучше.

Потому что, если вы прервете лечение раньше, вы не сможете уничтожить достаточное количество бактерий, и состояние может возникнуть повторно, поскольку выжившие бактерии размножаются.Это также способствует обострению проблемы устойчивости к антибиотикам.

Однако в продолжающейся борьбе с устойчивыми к антибиотикам супербактериями исследователи начали изучать дозировку. Все больше данных свидетельствует о том, что более короткие режимы лечения антибиотиками могут быть столь же эффективными, как и традиционно назначаемые более длительные курсы.

Однако необходимы дополнительные исследования, поэтому вам все равно следует пройти полный курс антибиотиков, прописанных вам от инфекции.

MedlinePlus: Антибиотики против бактерий: борьба с резистентностью

Расшифровка стенограммы

MedlinePlus представляет: Антибиотики против бактерий: борьба с резистентностью.

Что, если мы не сможем дать отпор?

Туберкулез. Гонорея. MRSA.

Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) считает этих вредных насекомых одними из самых опасных организмов на планете сегодня.

Все они присоединились к СОПРОТИВЛЕНИЮ.

Это устойчивость к противомикробным препаратам, чтобы прояснить. Такие бактерии быстро приобретают способность препятствовать нашим антибиотикам, в результате чего инфекции становится гораздо труднее лечить. И это большая проблема.

По оценкам CDC, ежегодно более двух миллионов человек в США заболевают инфекциями, устойчивыми к противомикробным препаратам, что приводит как минимум к 23 000 смертей. Беспокоит то, что другие бактерии могут присоединиться к этой устойчивости быстрее, чем мы сможем разработать решения, или что бактерии станут невосприимчивыми к еще большему количеству антибиотиков, что приведет к практически неизлечимым заболеваниям.

Кто эти бактерии?

Устойчивость к противомикробным препаратам развилась у многих различных видов бактерий, но некоторые вызывают большее беспокойство, чем другие.

Туберкулез, или ТБ, является убийцей инфекционных заболеваний номер один в мире, унося более полутора миллионов жизней каждый год. Туберкулез трудно поддается лечению, и некоторые устойчивые штаммы требуют многолетнего ежедневного лечения несколькими лекарствами, включая месяцы болезненных инъекций и серьезных побочных эффектов, которые могут привести к потере слуха у пациентов.

Гонорея вызывает беспокойство, потому что штаммы стали устойчивыми ко всем, кроме нескольких антибиотиков. Это заболевание, передающееся половым путем, может иметь общие гены устойчивости между бактериями, что увеличивает скорость устойчивости.

Золотистый стафилококк, или стафилококк, повсюду: на наших личных вещах, на коже, в носу. Staph обычно не вреден. Но когда это происходит, лечение может быть затруднено, особенно в случае устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus, или MRSA, который в настоящее время переносится 2% американцев.

Это лишь некоторые из ведущих бактерий по устойчивости. Есть и другие, и еще больше.

Как возникает сопротивление?

Резистентность возникает быстро из-за чрезмерного и неправильного использования антибиотиков в течение длительного периода времени, например, невыполнения предписанных курсов антибиотиков и использования антибиотиков в сельском хозяйстве для стимулирования роста животных. Бактерии размножаются так быстро, что даже если бы у нас был идеальный антибиотик, резистентность все равно возникла бы.

И каждый раз, когда мы используем антибиотики, есть шанс, что некоторые бактерии выживают из-за изменений в их ДНК. ДНК может кодировать преимущества выживания, такие как:

Изменение поверхности бактериальных клеток, предотвращение прикрепления или попадания антибиотиков.

Создание насосов, которые выплевывают антибиотики до того, как они начнут работать.

Или создание ферментов, которые «нейтрализуют» антибиотики.

Антибиотики убивают большинство бактерий, включая полезные бактерии в нашем организме.

Но бактерии с достоинствами могут выжить и размножаться.

Резистентные бактерии могут передавать изменения ДНК своему потомству, а иногда даже друг другу, создавая новые штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий.

Что вы можете сделать, чтобы бороться с сопротивлением?

Использование меньшего количества антибиотиков в обществе может помочь предотвратить резистентность, сэкономив антибиотики на тот момент, когда они наиболее подходят.

Первым шагом является предотвращение потребности в антибиотиках путем предотвращения инфекций, например, путем мытья рук, иммунизации и безопасного приготовления пищи.

Правильное использование антибиотиков также помогает, например, прохождение предписанных курсов антибиотиков, направленных на то, чтобы не оставлять бактерии и дать им шанс стать устойчивыми. Пропущенные дозы антибиотиков могут улучшить среду для размножения устойчивых бактерий и вызвать устойчивую инфекцию.

Сопоставляя определенные антибиотики с бактериями, вызывающими инфекцию, медицинские работники могут бороться с устойчивостью к противомикробным препаратам, уменьшая количество и силу антибиотиков, принимаемых пациентами. Следует позаботиться о том, чтобы инфекции еще не были устойчивы к антибиотикам! Также не следует назначать антибиотики при вирусных инфекциях, таких как простуда или грипп, поскольку антибиотики не действуют на вирусы.

Исследования в NIAID

NIAID изучает способы борьбы с проблемой устойчивости к противомикробным препаратам. Изучаются многие возможности, в том числе поиск новых антибиотиков, раскрывающих слабые места в жизненном цикле бактерий, поиск способов усиления иммунной системы для борьбы с бактериальными инфекциями, создание бактериальных сообществ, которые заглушают воздействие инфекционных бактерий, с использованием специальных вирусов, нацеленных на и убивают инфекционные бактерии, а также улучшают диагностические тесты, чтобы лучше воздействовать на бактерии с помощью наиболее подходящих антибиотиков.

При наличии надлежащей практики общественного здравоохранения и передовых исследований мы, возможно, сможем не отставать от резистентности и инфекционных заболеваний в целом, но нам всем необходимо работать вместе, чтобы оставаться на шаг впереди.

Узнайте о конкретных последних исследованиях и историях на medlineplus.gov и в журнале NIH MedlinePlus, medlineplus.gov/magazine, а также узнайте больше об исследованиях NIAID на niaid.nih.gov.

Краткий обзор классов антибиотиков – сложный процент

Нажмите для увеличения

Когда мы страдаем от бактериальной инфекции, посещение врачей за антибиотиками является обычным делом.Однако существует широкий спектр доступных антибиотиков, и они различаются как по применению, так и по механизму действия. Этот рисунок суммирует основные классы, а также дает краткое представление о том, как они борются с бактериальными инфекциями; мы также рассмотрим по очереди каждую из групп, а также устойчивость бактерий к каждой из них.

Сами бактерии можно разделить на два широких класса – грамположительные и грамотрицательные. Классы получили эти названия из теста Грама, который включает добавление к бактериям фиолетового красителя.Грамположительные бактерии сохраняют цвет красителя, в то время как грамотрицательные бактерии нет, а окрашиваются в красный или розовый цвет. Грамотрицательные бактерии более устойчивы к антителам и антибиотикам, чем грамположительные бактерии, поскольку у них в значительной степени непроницаемая клеточная стенка. Бактерии, ответственные за MRSA и угри, являются примерами грамположительных бактерий, в то время как бактерии, ответственные за болезнь Лайма и пневмонию, являются примерами грамотрицательных бактерий.

Бета-лактамы

Бета-лактамы – это широкий спектр антибиотиков, первым из которых был открыт пенициллин, идентифицированный Александром Флемингом в 1928 году.Все бета-лактамные антибиотики содержат бета-лактамное кольцо; они включают пенициллины, такие как амоксициллин, и цефалоспорины. Они действуют, препятствуя синтезу пептидогликана, важного компонента клеточной стенки бактерий, и в основном используются против грамположительных бактерий. Однако бактерии могут развить устойчивость к бета-лактамам несколькими путями, включая производство ферментов, расщепляющих бета-лактамное кольцо. В NHS пенициллины являются наиболее часто назначаемыми антибиотиками, а амоксициллин – наиболее распространенным в этом классе.

сульфаниламиды

Пронтозил, сульфонамид, был первым коммерчески доступным антибиотиком, разработанным в 1932 году. Впоследствии было разработано значительное количество сульфонамидных антибиотиков, определяемых как антибиотики широкого спектра действия, способные действовать как на грамположительные, так и на грамотрицательные бактерии. В отличие от бета-лактамов, они действуют не путем прямого уничтожения бактерий, а путем подавления бактериального синтеза фолиевой кислоты витамина B, тем самым предотвращая рост и размножение бактерий.В настоящее время сульфаниламиды используются редко, частично из-за развития резистентности бактерий, но также из-за опасений по поводу нежелательных эффектов, таких как гепатотоксичность.

Аминогликозиды

Аминогликозиды подавляют синтез белков в бактериях, что в конечном итоге приводит к гибели клеток. Они эффективны только против определенных грамотрицательных бактерий, а также некоторых грамположительных бактерий, но не всасываются во время пищеварения, поэтому их нужно вводить инъекционно. Стрептомицин был первым эффективным лекарством при лечении туберкулеза; однако из-за проблем с токсичностью аминогликозидов их использование в настоящее время ограничено.

Тетрациклины

Тетрациклины – это антибиотики широкого спектра действия, активные в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. Как и сульфаниламиды, они подавляют синтез белка, подавляя рост и размножение бактерий. Их использование сокращается из-за увеличения числа случаев резистентности бактерий; тем не менее, они все еще находят применение при лечении акне, инфекций мочевыводящих и дыхательных путей, а также хламидиозов. Их следует принимать отдельно, часто за два часа до или после еды, поскольку они легко связываются с пищей, уменьшая их всасывание.

Хлорамфеникол

Другой антибиотик широкого спектра действия, хлорамфеникол, также действует, подавляя синтез белка и, таким образом, рост и размножение бактерий. Однако он также обладает бактерицидным действием против ограниченного числа бактерий. Из-за возможности серьезных токсических эффектов в развитых странах он обычно используется только в тех случаях, когда инфекции считаются опасными для жизни, хотя иногда его также применяют при лечении глазных инфекций.Несмотря на это, это гораздо более распространенный антибиотик в развивающихся странах из-за его низкой стоимости и доступности, и он рекомендован Всемирной организацией здравоохранения в качестве эффективного средства первой линии для лечения менингита в странах с низким уровнем дохода.

Макролиды

Как и бета-лактамы, макролиды в основном эффективны против грамположительных бактерий; однако они действуют бактериостатически, предотвращая рост и размножение, подавляя синтез белка.Их эффективность немного шире, чем у пенициллинов, и было показано, что они эффективны против нескольких видов бактерий, к которым пенициллины не относятся. Хотя у некоторых видов бактерий развилась устойчивость к макролидам, они по-прежнему являются вторыми наиболее часто назначаемыми антибиотиками в NHS, при этом эритромицин является наиболее часто назначаемым в этом классе.

Гликопептиды

Гликопептиды включают препарат ванкомицин, который обычно используется как «лекарство последней инстанции», когда другие антибиотики не помогли.В то время как раньше это была последняя линия защиты от инфекций, особенно MRSA, недавняя разработка новых антибиотиков других классов предоставила другие возможности. Тем не менее, остаются строгие правила относительно обстоятельств, при которых ванкомицин может быть использован для лечения инфекций, чтобы задержать развитие устойчивости. Бактерии, против которых действуют гликопептиды, в остальном несколько ограничены, и в большинстве случаев они подавляют рост и размножение, а не непосредственно убивают бактерии.

Оксазолидиноны

Оксазолидиноны активны против грамположительных бактерий и действуют, подавляя синтез белка и, следовательно, рост и размножение. Линезолид, одобренный для использования в 2000 году, был первым продаваемым антибиотиком этого класса, хотя циклосерин использовался в качестве препарата второго ряда для лечения туберкулеза с 1956 года. Хотя линезолид дорог, резистентность, кажется, развивается относительно медленно с момента его появления.

Ансамицины

Этот класс антибиотиков эффективен против грамположительных бактерий, а также некоторых грамотрицательных бактерий.Они подавляют выработку РНК, которая играет важную биологическую роль в клетках бактерий, и как таковая приводит к гибели бактериальных клеток. Подкласс антибиотиков, рифамицинов, используется для лечения туберкулеза и проказы. В редких случаях ансамицины также могут проявлять противовирусную активность.

Хинолоны

Хинолоны – это бактерицидные соединения, которые препятствуют репликации и транскрипции ДНК в клетках бактерий. Это антибиотики широкого спектра действия, которые широко используются при инфекциях мочевыводящих путей, а также при других внутрибольничных инфекциях, когда подозревается резистентность к старым классам антибиотиков.Кроме того, широко распространено их использование в ветеринарных целях; использование, которое подвергалось критике в некоторых кругах за ускорение развития сопротивления. Устойчивость к хинолонам может развиваться особенно быстро; в США они были наиболее часто назначаемыми антибиотиками в 2002 году, и их назначение при нерекомендуемых состояниях или вирусных инфекциях также считается значительным фактором развития устойчивости.

Стрептограмины

Стрептограмины необычны тем, что их обычно вводят в виде комбинации двух антибиотиков из разных групп внутри класса: стрептограмина А и стрептограмина В.Сами по себе эти соединения проявляют только ингибирующую рост активность, но в совокупности они обладают синергическим эффектом и способны напрямую убивать клетки бактерий, ингибируя синтез белков. Их часто используют для лечения устойчивых инфекций, хотя развилась и устойчивость к самим стрептограминам.

Липопептиды

Липопептиды, открытые в 1987 году, являются новейшим классом антибиотиков и обладают бактерицидным действием против грамположительных бактерий.Даптомицин – наиболее часто используемый член этого класса; он обладает уникальным механизмом действия, нарушая несколько аспектов функции клеточных мембран у бактерий. Этот уникальный механизм действия также кажется преимуществом в том, что в настоящее время случаи резистентности к препарату кажутся редкими, хотя о них сообщалось. Он вводится путем инъекции и обычно используется для лечения инфекций кожи и тканей.

Устойчивость к антибиотикам

Устойчивость бактерий к антибиотикам растет настолько, что в этом году она была в центре внимания премии Longitude Prize.Приз предлагает призовой фонд в размере 10 миллионов фунтов стерлингов на разработку дешевого и простого в использовании набора для тестирования на бактериальные инфекции в надежде, что это позволит врачам прописывать правильные антибиотики в нужное время для пациентов, а также предотвратить их назначение. антибиотиков при вирусных инфекциях. Есть надежда, что обе эти меры помогут замедлить развитие устойчивости бактерий к антибиотикам.

Изображение в этой статье находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4. 0 Международная лицензия. См. Рекомендации по использованию содержания сайта.

Ссылки и дополнительная литература

13.1E: Классификации антибиотиков – Biology LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
   1. Ключевые термины

Цели обучения

Сравните два класса антибиотиков: бактерицидный и бактериостатический антибиотик

Антибиотики можно разделить на два класса по механизму действия.Бактерицидные антибиотики убивают бактерии; бактериостатические антибиотики подавляют их рост или размножение.

Один из способов уничтожения бактерий бактерицидными антителами – подавление синтеза клеточной стенки. Примеры включают бета-лактамные антибиотики (производные пенициллина (пенамы), цефалоспорины (цефемы), монобактамы и карбапенемы) и ванкомицин. Другие способы, которыми бактерицидные антибиотики убивают бактерии, включают ингибирование бактериальных ферментов или трансляцию белка. Другие бактерицидные агенты включают даптомицин, фторхинолоны, метронидазол, нитрофурантоин, ко-тримоксазол и телитромицин.Аминогликозидные антибиотики обычно считаются бактерицидными, хотя они могут оказывать бактериостатическое действие на некоторые организмы. МБК (минимальная бактерицидная концентрация) – это минимальная концентрация лекарственного средства, которая может убить 99,99% населения.

Рисунок: Механизм ингибирования пенициллина : Пенициллин и большинство других β-лактамных антибиотиков действуют путем ингибирования пенициллин-связывающих белков, которые обычно катализируют сшивание стенок бактериальных клеток.

Бактериостатические антибиотики ограничивают рост бактерий, препятствуя производству бактериального белка, репликации ДНК или другим аспектам метаболизма бактериальных клеток. В эту группу входят: тетрациклины, сульфаниламиды, спектиномицин, триметоприм, хлорамфеникол, макролиды и линкозамиды. Они должны работать вместе с иммунной системой, чтобы удалить микроорганизмы из организма. Однако не всегда существует четкое различие между ними и бактерицидными антибиотиками. Некоторые бактериостатические агенты в высоких концентрациях также обладают бактерицидным действием. МИК (минимальная ингибирующая концентрация) – это минимальная концентрация лекарственного средства, которая может подавлять рост микроорганизма.

Рисунок: Структура тетрациклина : Тетрациклиновые антибиотики являются ингибиторами синтеза белка, подавляя связывание аминоацил-тРНК с комплексом мРНК-рибосома. Они делают это в основном за счет связывания с 30S субъединицей рибосомы в комплексе трансляции мРНК.

Дальнейшая категоризация основана на их целевой специфичности. Антибактериальные антибиотики «узкого спектра» нацелены на определенные типы бактерий, такие как грамотрицательные или грамположительные бактерии, тогда как антибиотики широкого спектра действия воздействуют на широкий спектр бактерий, обычно как грамположительные, так и грамотрицательные клетки. После 40-летнего перерыва в открытии новых классов антибактериальных соединений в клиническую практику были введены три новых класса антибактериальных антибиотиков: циклические липопептиды (такие как даптомицин), глицилциклины (такие как тигециклин) и оксазолидиноны (такие как линезолид).

Ключевые моменты

• Бактерицидные антитела подавляют синтез клеточной стенки.
• Бактериостатические антибиотики ограничивают рост бактерий, препятствуя выработке бактериального белка, репликации ДНК или другим аспектам метаболизма бактериальных клеток.
• Бактериостатические антибиотики должны работать вместе с иммунной системой, чтобы удалить микроорганизмы из организма.

Ключевые термины

• бактерицидный : средство, убивающее бактерии.
• бактериостатический : препарат, который предотвращает рост и размножение бактерий, но не обязательно убивает их. Когда он удаляется из окружающей среды, бактерии снова начинают расти.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, РАЗМЕЩЕННЫЙ ПРЕДЫДУЩИЙ

• Курирование и проверка. Источник : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ

• Антибактериальный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibacterial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Противомикробный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antimicrobial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• пенициллин. Источник : Викисловарь. Адрес: : en. wiktionary.org/wiki/penicillin . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• противомикробный. Источник : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/antimicrobial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Александр Флеминг. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Al…er_Fleming.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Противомикробный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antimicrobial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• химиотерапия. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/chemotherapy . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• микроорганизмов. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/micro-organism . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• инфекция. Источник : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/infection . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Александр Флеминг. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Al…er_Fleming.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Луи Пастер. Источник : Википедия. Расположен по адресу : simple.Wikipedia.org/wiki/Fil…is_Pasteur.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Антибактериальный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibacterial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Антибактериальный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibac…23Side-effects . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Антибиотики. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibiotics . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Производство антибиотиков. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Product…of_antibiotics . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• антибактериальный. Источник : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/antibacterial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• бактерицидный. Источник : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/bactericidal . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• бактериостатический. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/bacteriostatic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Александр Флеминг. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Al…er_Fleming.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Луи Пастер. Источник : Википедия. Расположен по адресу : simple.Wikipedia.org/wiki/Fil…is_Pasteur.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Холодильник для микробных культур. Источник : Викимедиа. Расположен по адресу: : commons. wikimedia.org/wiki/Fi…res_fridge.JPG . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Фармакология / Антибиотики. Источник : Wikibooks. Расположен по адресу : en.wikibooks.org/wiki/Pharmacology/Antibiotics . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Антибактериальный. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibacterial . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Окраска по Граму. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Gram_stain . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Антибиотик широкого спектра действия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Broad-s…rum_antibiotic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• антибиотик широкого спектра действия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/broad%2…m%20antibiotic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• антибиотик узкого спектра действия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/narrow%…m%20antibiotic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Окраска по Граму. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en. Wikipedia.org/wiki/Gram%20stain . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Александр Флеминг. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Al…er_Fleming.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Луи Пастер. Источник : Википедия. Расположен по адресу : simple.Wikipedia.org/wiki/Fil…is_Pasteur.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Холодильник для микробных культур. Источник : Викимедиа. Расположен по адресу: : commons.wikimedia.org/wiki/Fi…res_fridge.JPG . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Окраска по Граму 01. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Gram_stain_01.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Бактерицидное. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Bactericidal . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Классификация антибиотиков. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Antibio…tion%23Classes . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Фармакология / Антибиотики. Источник : Wikibooks. Расположен по адресу : en.wikibooks.org/wiki/Pharmac. ..Bacteriostatic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Бактериостатическое средство. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Bacteriostatic_agent . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• бактериостатический. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/bacteriostatic . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• бактерицидный. Источник : Викисловарь. Находится по адресу : en.wiktionary.org/wiki/bactericidal . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Александр Флеминг. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Al…er_Fleming.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Луи Пастер. Источник : Википедия. Расположен по адресу : simple.Wikipedia.org/wiki/Fil…is_Pasteur.jpg . Лицензия : Общественное достояние: неизвестно Авторские права
• Холодильник для микробных культур. Источник : Викимедиа. Расположен по адресу : commons.wikimedia.org/wiki/File:Microbial_cultures_fridge.JPG . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Окраска по Граму 01. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en. Wikipedia.org/wiki/File:Gram_stain_01.jpg . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Файл: Penicillin inhibition.svg – Википедия, бесплатная энциклопедия. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/w/index.php?…ion.svg&page=1 . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Тетрациклины. Источник : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/File:Tetracyclines.png . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

Более полное представление о действии антибиотиков | MIT News

Большинство антибиотиков действуют, вмешиваясь в критические функции, такие как репликация ДНК или построение стенки бактериальной клетки. Однако эти механизмы представляют лишь часть полной картины действия антибиотиков.

В новом исследовании действия антибиотиков исследователи Массачусетского технологического института разработали новый подход к машинному обучению, чтобы обнаружить дополнительный механизм, который помогает некоторым антибиотикам убивать бактерии. Этот вторичный механизм включает активацию бактериального метаболизма нуклеотидов, необходимых клеткам для репликации их ДНК.

«В результате лекарственного стресса клетке предъявляются огромные требования к энергии. Эти энергетические потребности требуют метаболической реакции, а некоторые из побочных продуктов метаболизма токсичны и помогают убивать клетки », – говорит Джеймс Коллинз, профессор медицинской инженерии и науки Термира в Институте медицинской инженерии и науки (IMES) и факультете Массачусетского технологического института. биологической инженерии и старший автор исследования.Коллинз также является соруководителем факультета Клиники машинного обучения в здравоохранении Абдул Латифа Джамиля.

Использование этого механизма может помочь исследователям открыть новые лекарства, которые можно было бы использовать вместе с антибиотиками для повышения их убивающей способности, говорят исследователи.

Джейсон Янг, научный сотрудник IMES, является ведущим автором статьи, опубликованной в номере Cell от 9 мая. Среди других авторов Сара Райт, недавняя получательница MIT MEng; Миган Хэмблин, бывший техник-исследователь Института Броуда; Мигель Алькантар, аспирант Массачусетского технологического института; Эллисон Лопаткин, постдок IMES; Дуглас Макклоски и Ларс Шрубберс из Центра биологической устойчивости Ново Нордиск; Сангита Сатиш и Амир Нили, оба недавние выпускники Бостонского университета; Бернхард Палссон, профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего; и Грэм Уокер, профессор биологии Массачусетского технологического института.

Машинное обучение «белого ящика»

Коллинз и Уолкер изучали механизмы действия антибиотиков в течение многих лет, и их работа показала, что лечение антибиотиками имеет тенденцию вызывать сильный клеточный стресс, который требует огромных затрат энергии. на бактериальных клетках. В новом исследовании Коллинз и Янг решили применить подход машинного обучения, чтобы выяснить, как это происходит и каковы последствия.

Прежде чем приступить к компьютерному моделированию, исследователи провели сотни экспериментов на E.coli . Они лечили бактерии одним из трех антибиотиков – ампициллином, ципрофлоксацином или гентамицином, и в каждом эксперименте они также добавляли один из примерно 200 различных метаболитов, включая ряд аминокислот, углеводов и нуклеотидов (строительных блоков ДНК). . Они измерили влияние каждой комбинации антибиотиков и метаболитов на выживаемость клеток.

«Мы использовали разнообразный набор метаболических нарушений, чтобы мы могли увидеть эффекты нарушения метаболизма нуклеотидов, метаболизма аминокислот и других видов метаболических подсетей», – говорит Ян.«Мы хотели фундаментально понять, какие ранее не описанные метаболические пути могут быть важны для нас, чтобы понять, как антибиотики убивают».

Многие другие исследователи использовали модели машинного обучения для анализа данных биологических экспериментов, обучая алгоритм генерировать прогнозы на основе экспериментальных данных. Однако эти модели обычно представляют собой «черный ящик», что означает, что они не раскрывают механизмы, лежащие в основе их прогнозов.

Чтобы обойти эту проблему, команда MIT применила новый подход, который они назвали машинным обучением «белого ящика».Вместо того, чтобы вводить свои данные непосредственно в алгоритм машинного обучения, они сначала прогнали их через компьютерную модель метаболизма E. coli в масштабе генома, которая была описана в лаборатории Палссона. Это позволило им создать массив «метаболических состояний», описываемых данными. Затем они загрузили эти состояния в алгоритм машинного обучения, который смог идентифицировать связи между различными состояниями и результатами лечения антибиотиками.

Поскольку исследователи уже знали экспериментальные условия, вызывающие каждое состояние, они смогли определить, какие метаболические пути ответственны за более высокие уровни гибели клеток.

«Здесь мы демонстрируем, что с помощью сетевого моделирования сначала интерпретируются данные, а затем алгоритм машинного обучения создает прогностическую модель для наших фенотипов летальности антибиотиков, элементы, которые выбираются этой прогностической моделью, сами напрямую отображаются на пути что мы смогли экспериментально подтвердить, что очень интересно », – говорит Ян.

Маркус Коверт, доцент кафедры биоинженерии в Стэнфордском университете, говорит, что это исследование является важным шагом на пути к тому, чтобы показать, что машинное обучение можно использовать для раскрытия биологических механизмов, связывающих входные и выходные данные.

«Биология, особенно для медицинских приложений, – это все о механизме», – говорит Коверт, не участвовавший в исследовании. «Вы хотите найти что-то, что можно подействовать. Для типичного биолога не имело смысла находить такие связи, не зная, почему входы и выходы связаны ».

Метаболический стресс

Эта модель привела к новому открытию, что метаболизм нуклеотидов, особенно метаболизм пуринов, таких как аденин, играет ключевую роль в способности антибиотиков убивать бактериальные клетки. Лечение антибиотиками приводит к клеточному стрессу, из-за которого в клетках заканчивается пуриновые нуклеотиды. Усилия клеток по увеличению производства этих нуклеотидов, которые необходимы для копирования ДНК, ускоряют общий метаболизм клеток и приводят к накоплению вредных побочных продуктов метаболизма, которые могут убивать клетки.

«Теперь мы считаем, что происходит то, что в ответ на это очень серьезное истощение пуринов клетки включают метаболизм пуринов, чтобы попытаться справиться с этим, но сам метаболизм пуринов очень затратен с точки зрения энергии, и поэтому это усиливает энергетический дисбаланс, который клетки уже сталкиваются », – говорит Ян.

Результаты показывают, что возможно усилить действие некоторых антибиотиков, доставляя их вместе с другими лекарствами, которые стимулируют метаболическую активность. «Если мы сможем перевести клетки в более энергетически напряженное состояние и побудить клетку активизировать метаболическую активность, это может стать способом усиления действия антибиотиков», – говорит Ян.

Подход к моделированию «белого ящика», использованный в этом исследовании, также может быть полезен для изучения того, как различные типы лекарств влияют на такие заболевания, как рак, диабет или нейродегенеративные заболевания, говорят исследователи.Сейчас они используют аналогичный подход для изучения того, как туберкулез выживает после лечения антибиотиками и становится устойчивым к лекарствам.

Исследование финансировалось Агентством по уменьшению угрозы обороны, Национальными институтами здравоохранения, Фондом Ново Нордиск, Группой Пола Г. Аллена Фронтиерс, Институтом Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда и Институтом биологической инженерии Висса.

.