Резистентность к антибиотикам — современная проблема общества

Как появились антибиотики: история возникновения

Александру Флемингу, шотландскому ученому, приписывают открытие первого антибиотика, пенициллина. В 1928 году он заметил, что бактерии не могли выжить на тарелке, которая содержала плесень, обычно встречающуюся на хлебе. Он продолжал показывать, что эффект был вызван диффузионным веществом, созданным пресс-формой. Однако пенициллин не был доступен широкой публике до начала 1940-х годов, когда ученые узнали, как производить и очищать большое количество пенициллина.

Антибактериальные препараты

Фактически, технически говоря, Флеминг, возможно, заново открыл вещество, которое было найдено раньше. В 1896 году французский студент-медик Эрнест Дюшен показал антибиотические свойства плесневого пеницилла, но не сообщил о связи между грибком и веществом, обладающим антибактериальными свойствами. Пенициллин был неизвестен научному сообществу, пока Флеминг не обнаружил это явление и вещество и не назвал его пенициллином.

В 1895 году появился доклад итальянского исследователя Винченцо Тиберио, описывающий природное вещество из плесени, которое обладало антибактериальными свойствами, напоминающими пенициллин.

Еще один отчет описывает профессора Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, который показал своим студентам агаровую пластину с плесенью, которая подавляла рост бактерий. Так что, возможно, другие видели и описывали это явление, но Флеминг был первым, кто привлек такое вещество к широкому научному вниманию.

Об устойчивости к антибиотикам

Что такое устойчивость к антибиотикам?

Устойчивость к антибиотикам возникает, когда антибиотик утратил способность эффективно контролировать или убивать рост бактерий; другими словами, бактерии «устойчивы» и продолжают размножаться в присутствии терапевтических доз антибиотика.

Почему бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам?

Устойчивость к антибиотикам — это естественное явление. Когда используется антибиотик, бактерии, которые могут сопротивляться этому антибиотику, имеют больше шансов на выживание, чем те, которые «восприимчивы». Чувствительные бактерии убиваются или ингибируются антибиотиком, что приводит к аселективному давлению для выживания резистентных штаммов бактерий.

Некоторая резистентность возникает без участия человека, так как бактерии могут производить и использовать антибиотики против других бактерий, что приводит к низкому уровню естественного отбора на устойчивость к антибиотикам. Однако нынешние более высокие уровни антибиотикорезистентных бактерий объясняются чрезмерным использованием и злоупотреблением антибиотиками.

В некоторых странах и через Интернет, антибиотики можно приобрести без рецепта врача. Пациенты иногда принимают антибиотики без необходимости, чтобы лечить вирусные заболевания, такие как простуда.

Как бактерии становятся устойчивыми?

Некоторые бактерии, естественно, устойчивы к определенным видам антибиотиков. Однако они могут также стать устойчивыми двумя способами:

• генетической мутацией;
• приобретением устойчивости от другой бактерии.

Мутации, редкие спонтанные изменения генетического материала бактерий, как полагают, происходят примерно в одной из миллиона до одной из десяти миллионов клеток. Различные генетические мутации дают различные типы устойчивости.

Некоторые мутации позволяют бактериям производить мощные химические вещества (ферменты), которые инактивируют антибиотики, в то время как другие мутации устраняют клеточную мишень, которую атакует антибиотик. Третьи закрывают входные пути, которые позволяют антибиотикам проникать в клетку, а третьи производят насосные механизмы, которые экспортируют антибиотик обратно наружу, чтобы он никогда не достиг своей цели.

Бактерии могут приобретать гены устойчивости к антибиотикам у других бактерий несколькими способами. Проходя простой процесс спаривания, называемый «конъюгацией», бактерии могут передавать генетический материал, включая гены, кодирующие устойчивость к антибиотикам (обнаруженные на плазмидах и транспозонах) от одной бактерии к другой.

Вирусы — это еще один механизм передачи признаков резистентности между бактериями. Признаки устойчивости от одной бактерии упаковываются в головную часть вируса. Затем вирус вводит признаки устойчивости в любые новые бактерии, которые он атакует. Бактерии также обладают способностью приобретать обнаженную, «свободную» ДНК из окружающей среды.

Любые бактерии, которые приобретают гены устойчивости, будь то спонтанная мутация или генетический обмен с другими бактериями, обладают способностью противостоять одному или более антибиотикам. Поскольку бактерии могут со временем накапливать множественные признаки устойчивости, они могут стать устойчивыми ко многим различным семействам антибиотиков.

Как распространяется устойчивость к антибиотикам?

Генетически устойчивость к антибиотикам распространяется через популяции бактерий как «вертикально», когда новые поколения наследуют гены устойчивости к антибиотикам, так и» горизонтально», когда бактерии делятся или обмениваются участками генетического материала с другими бактериями.

Горизонтальный перенос генов может происходить даже между различными видами бактерий. В окружающей среде устойчивость к антибиотикам распространяется по мере того, как сами бактерии перемещаются с места на место; бактерии могут перемещаться через воду и ветер. Люди могут передавать устойчивые бактерии другим; например, при кашле или контакте с немытыми руками.

Бактерии теряют свою устойчивость к антибиотикам?

Бактерии

Да, черты устойчивости к антибиотикам могут быть утрачены, но этот обратный процесс происходит медленнее. Если селективное давление, которое оказывает присутствие антибиотика, устраняется, бактериальная популяция потенциально может вернуться к популяции бактерий, которая реагирует на антибиотики.

Множественная лекарственная устойчивость

Иногда бактерии находят способ бороться с антибиотиком, который вы принимаете, и ваша инфекция не исчезнет. Когда развивается устойчивость к антибиотикам, ваш врач должен назначить другой антибиотик, чтобы бороться с инфекцией. Множественная лекарственная устойчивость возникает, когда бактерии устойчивы к более, чем одному антибиотику.

Из-за многолетнего чрезмерного использования антибиотиков множественная лекарственная устойчивость в настоящее время является скорее правилом, чем исключением среди устойчивых бактерий. Эта ситуация в значительной степени возникла в результате последовательного использования нескольких различных антибиотиков. Первый антибиотик начал с выбора одного гена резистентности.

В конечном счете, бактерии, устойчивые к первому антибиотику, приобретали устойчивость к другим, когда они были введены в окружающую среду. Это как снежный ком, катящийся вниз по склону, становясь больше и сильнее и не теряя того, что он приобрел раньше.

Устойчивость к антибиотикам: социальная проблема

Как устойчивость к антибиотикам может навредить человеку?

Если большое количество бактерий устойчиво к антибиотикам, то лечить бактериальные инфекции человека будет сложнее и дороже. Когда антибиотики не работают, последствия включают дополнительные визиты к врачу, госпитализацию или длительное пребывание в больнице, необходимость более дорогих антибиотиков для замены старых неэффективных, потерянные рабочие дни и, иногда, смерть.

Почему устойчивость к антибиотикам является проблемой общественного здравоохранения?

Антибиотики называются «социальными лекарствами», поскольку устойчивость к антибиотикам может передаваться от бактерии к бактерии, а устойчивые бактериальные инфекции могут передаваться от человека к человеку. Таким образом, использование антибиотиков и устойчивость к ним могут в конечном итоге повлиять на всю общину.

Почему устойчивость к антибиотикам является экологической проблемой?

Когда антибиотики используются в организме человека или животных, примерно 80 — 90% их не разрушаются, а проходят через организм неповрежденными и попадают в окружающую среду в виде отходов. Таким образом, они сохраняют свою способность влиять на бактерии и повышать устойчивость к антибиотикам даже после того, как они попадают в почву или воду в качестве отходов.

Люди становятся устойчивыми к антибиотикам?

Нет, это распространенное заблуждение. Люди могут проявлять аллергические реакции на антибиотики, но они не устойчивы к ним. Это сами бактерии, а не зараженный человек, становятся устойчивыми.

Насколько серьезна проблема устойчивости к антибиотикам?

Хотя реальные масштабы этой проблемы неизвестны, денежные затраты на лечение устойчивых к антибиотикам инфекций во всем мире оцениваются во многие миллиарды долларов в год. Некоторые эксперты предсказывают, что, поскольку устойчивость к антибиотикам растет более быстрыми темпами, чем это можно контролировать, будущее будет напоминать эпоху до антибиотиков.

Другие более оптимистичны в том, что исследования и тщательное управление лекарствами могут обратить вспять эту тенденцию, если глобальные усилия будут сосредоточены на ее признании и контроле.