Раздел 1. Микробиология. 1. Предмет и з
 Скачать 7.68 Mb.
|
|
Химиотерапия ―лечение бактериальных, вирусных и паразитарных заболеваний с помощью химиотерапевтических препаратов, которые избирательно подавляют развитие и размножение соответствующих инфекционных агентов в организме человека. Более часто в клинике используется термин аншбиотикотерапия. 35. Антибиотики, ихпроисхождение,классификация. Методыопределения антибиотикочувствительностибактерий. Антибиотикорезистентность, еѐ механизми способы преодоления. Антибиотики ― химиотерапевтические вещества природного (микробного, грибкового, животного, растительного и т.д.), полусинтетического или синтетического происхождения, которые в малых концентрациях вызывают торможение размножения и/или гибель чувствительных к ним микроорганизмов во внутренней среде макроорганизма. Для антибиотиков и других химиотерапевтических препаратов характерна специфичность и избирательность действия на микроорганизмы. Антисептики и дезинфектанты обладают неспецифическим (общетоксическим) действием на широкий круг микроорганизмов. Эти различия в антимикробном действии обусловлены химическим строением веществ и отражаются в величине их действующих доз: у химиотерапевтических препаратов тот же эффект наблюдается при концентрациях в 100−1000 раз меньших, чем у других антимикробных средств. Классификация антибиотиков Антибиотики классифицируют и характеризуют по происхождению, химической структуре, механизму действия, спектру действия, частоте развития лекарственной устойчивости. По происхождению различают антибиотики природные или естественные (получены из бактерий, грибов, животных, растений и т.п.), полусинтетические и синтетические. Классификация антибиотиков по механизму действия
Классификацияантибиотиков по эффекту воздействия действия
Устойчивость микроорганизмов к антибактериальным препаратам Существуют два типа лекарственной устойчивости бактерий: естественная, или природная, и приобретенная. Естественная лекарственная устойчивость является видовым признаком. Она присуща всем представителям данного вида и не зависит от первичного контакта (контактов) с данным антибиотиком, в ее основе нет никаких специфических механизмов. Приобретенная лекарственная устойчивость возникает у отдельных представителей данного вида бактерий в результате изменения их генома. Возможны два варианта генетических изменений. Один из них связан с мутациями в генах бактериальной хромосомы, вследствие которых продукт атакуемого гена перестает быть мишенью для данного антибиотика. В другом случае бактерии становятся устойчивыми к антибиотику или сразу к нескольким антибиотикам благодаря приобретению дополнительных генов в составе R-плазмиды. Никаких других механизмов приобретенной лекарственной устойчивости не существует. Однако, приобретая устойчивость к антибиотику, а тем более сразу к нескольким антибиотикам, такие бактерии получают наивыгоднейшие преимущества: благодаря селективному давлению антибиотиков происходит вытеснение чувствительных к ним штаммов данного вида, а антибиотикоустойчивые варианты выживают и начинают играть главную роль в эпидемиологии данного заболевания. Известны пять основных биохимических механизмов устойчивости: Недостаточная проницаемость клеточной стенки микроорганизма. Изменение или элиминация мишени действия антибиотика. Развитие микроорганизмом альтернативных ферментативных путей, которые не блокируются под воздействием антибиотика. Разрушение или инактивация препарата. Активноевыведениеантибиотика из микробной клетки. Ограничение развития устойчивости к противобактериальным препаратам, главные правила: применять антибиотики только при наличии показаний; применять антибиотики в терапевтических дозах ― субтерапевтические дозы антибиотиков способствуют селекции устойчивых клонов микроорганизмов; постоянно контролировать уровень резистентности микроорганизмов у пациентов стационаров и амбулаторных больных; ограничивать применение антибиотиков, уменьшить использование антибиотиков в клинической практике, животноводстве и т.п.; не использовать новые препараты до тех пор, пока проявляют эффективность уже используемые средства. Определение чувствительности к антибиотикам Микроорганизм считают чувствительным, если у него нет механизмов резистентности к данному антимикробному средству и при лечении стандартными дозами инфекции, вызванной данным микроорганизмом, отмечается хорошая терапевтическая эффективность. Устойчивым к антимикробному средству считают микроорганизм, если он имеет механизмы резистентности к данному препарату и при лечении инфекций, вызванных этим микроорганизмом, нет клинического эффекта даже при использовании максимальных терапевтических доз этого препарата. Микроорганизм относят к умеренно устойчивым, если по своей чувствительности он занимает промежуточное значение между чувствительными и устойчивыми штаммами и при лечении инфекций, вызванных данным возбудителем, хорошая клиническая эффективность наблюдается только при использовании высоких терапевтических доз препарата. Методы определения чувствительности к антибиотикам Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам делятся на 2 группы: диффузионные и методы разведения. Минимальная подавляющая концентрация – наименьшая концентрация антибиотика (в мг/л или мкг/мл), которая in vitro полностью подавляет видимый рост бактерий. Диффузионные методы При определении чувствительности диско-диффузионным методом на поверхность агара в чашке Петри наносят бактериальную суспензию и затем помещают диски, содержащие определенное количество антибиотика. Диффузия антибиотика в агар приводит к формированию зоны подавления роста микроорганизмов вокруг дисков. После инкубации чашек в термостате при температуре 35 – 37°С в течение ночи учитывают результат путем измерения диаметра зоны вокруг диска в миллиметрах. Е-тесты. Определение чувствительности микроорганизма проводится аналогично тестированию диско-диффузионным методом. Отличие состоит в том, что вместо диска с антибиотиком используют полоску Етеста, содержащую градиент концентраций антибиотика от максимальной к минимальной. В месте пересечения эллипсовидной зоны подавления роста с полоской Е-теста получают значение минимальной подавляющей концентрации (МПК). Достоинством диффузионных методов является простота тестирования и доступность выполнения в любой бактериологической лаборатории. Методы разведения Методы разведения основаны на использовании двойных разведений концентраций антибиотика от максимальной к минимальной (например, от 128, 64 мкг/мл и т.д. до 0,5, 0,25 и 0,125 мкг/мл). Антибиотик в различных концентрациях вносят в жидкую питательную среду (бульон) или агар. Затем бактериальную суспензию, помещают в бульон с антибиотиком или на поверхность агара в чашке. После инкубации в течение ночи при температуре 35 – 37°С проводят учет полученных результатов. Наличие роста микроорганизма в бульоне (помутнение бульона) или на поверхности агара свидетельствует о том, что данная концентрация антибиотика недостаточна, чтобы подавить его жизнеспособность. По мере увеличения концентрации антибиотика рост микроорганизма уменьшается. Первую наименьшую концентрацию антибиотика (из серии последовательных разведений), при которой визуально не определяется бактериальный рост, принято считать МПК. Измеряется МПК в мг/л или мкг/мл. В последние годы в практике широко применяется полимеразная цепная реакция для выявления у микробов специфических генов, ответственных за формирование лекарственной устойчивости (геноиндикация антибиотикоустойчивых культур). Контроль качества исследований антибиотикорезистентности основан на параллельной оценке клинических штаммов и контрольных штаммов микроорганизмов. Дополнительно: Первыми открытыми антибиотиками были пенициллин (Флеминг) и стрептомицин (Ваксман). Антибиотики могут быть разделены по происхождению, направленности и спектру действия, по механизму действия. По происхождению антибиотики могут быть: - бактериального происхождения (полимиксин, грамицидин); - актиномицетного происхождения (стрептомицин, левомицетин, эритромицин); - грибкового происхождения (пенициллин); - растительного происхождения (рафанин, фитонциды); - животного происхождения (интерфероны, лизоцим). Больше всего известно антибиотиков актиномицетного происхождения. Актиномицеты - преимущественно почвенные микроорганизмы. В условиях большого количества и разнообразия почвенных микроорганизмов их антагонизм, в том числе с помощью выработки антибиотиков - один из механизмов их выживания. По спектру действия антибиотики разделяют на действующих на: - преимущественно на грамположительную микрофлору - пенициллин, эритромицин; - преимущественно на грамотрицательную микрофлору - полимиксин; - на грам-плюс и грам-минус флору (широкого спектра действия) - стрептомицин, неомицин; - на грибы (антимикотики) - нистатин, амфотеррицин, леварин, низорал; - на микобактерии (противотуберкулезные) - стрептомицин, канамицин; - противоопухолевые - рифампицин; - противовирусные - интерферон, зовиракс, ацикловир. Антибиотики разделяют по механизму действия: - ингибиторы синтеза пептикогликана клеточной стенки (пенициллин, цефалоспорин, ванкомицин, ристомицин). Действуют на имеющих клеточную стенку растущие бактерии, не действуют на L- формы, покоящиеся формы бактерий; - ингибиторы синтеза белка (стрептомицин, левомицетин, тетрациклин); - ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот, пуринов и аминокислот (налидиксовая кислота, рифампицин); - ингибиторы синтеза мембраны и цитоплазматической мембраны грибов (нистатин, полимиксин). Побочное действие антибиотиков. Для макроорганизма: - токсическое действие; - дисбактериозы; - аллергические реакции; - иммунодепрессивное действие; - эндотоксический шок. Для микроорганизмов: - формирование атипичных форм микробов; - формирование антибиотикорезистентных и антибиотикозависимых форм микроорганизмов. Биохимические и генетические механизмы лекарственной устойчивости микроорганизмов. Существует два типа лекарственной устойчивости - природная и приобретенная (в результате мутаций, обмена R - плазмидами др.). Естественная лекарственная устойчивость является видовым (хромосомным, генетически детерминированным) признаком, чаще связана с недоступностью антибиотика к его мишени, т.е. невозможностью осуществления его механизма действия. В природных условиях, особенно в почве, микроорганизмы находятся в конкурентной борьбе за субстраты. Антибиотики - один из селективных факторов отбора. Микроорганизмы - продуценты антибиотиков защищены от синтезируемых антибиотиков генетическими механизмами (генетически детерминированная устойчивость, кодируемая в хромосоме или обусловленная наличием R - плазмид). Микроорганизмы в условиях совместного обитания вынуждены вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Резистентность к антибиотикам у микробов может быть связана с негенетическими факторами (низкая метаболическая активность, переход в L- форму). Основную роль в лекарственной устойчивости принадлежит R - плазмидам, способным передаваться в другие бактерии и формировать своеобразный генофонд лекарственной устойчивости микроорганизмов. Резистентность современных стафилококков к пенициллину доходит до 100%. На биохимическом уровне в формировании резистентности могут участвовать различные механизмы. 1.Разрушение молекулы антибиотика (пенициллины и другие бета - лактамные антибиотики разрушаются ферментом бета - лактамазой). 2.Модификация структуры молекулы антибиотика, приводящая к утрате биологической активности (так действуют изоферменты). 3.Изменение структуры мишеней, чувствительных к антибиотику (белков 70S рибосом - устойчивость к тетрациклинам, стрептомицину, макролидам, гираз - к хинолонам, РНК - полимераз - к рифампицину, пенициллинсвязывающих белков - транспептидаз - к бета - лактамам). 4.Образование бактериями “обходного” пути метаболизма. 5.Формирование механизмов активного выведения антибиотика из клетки. Из-за формирования антибиотикоустойчивых популяций микроорганизмов с целью эффективного лечения необходимо предварительно определять чувствительность данного антибиотика к выделенной культуре возбудителя. Основными методами определения антибиотикочувствительности бактерий in vitro является метод серийных разведений, диффузии в агар (бумажных дисков), определение способности к продукции бета - лактамазы, in vivo - на модели безмикробных животных, определение концентрации антибиотиков в крови и моче. Метод диффузии в агар с применением стандартных дисков, пропитанных различными антибиотиками в определенных концентрациях (зависят от терапевтической дозы и соответствуют рекомендациям ВОЗ). Метод основан на использовании стандартных питательных сред, дисков и методов. Оценка результатов связана с существованием зависимости между размером зоны подавления роста исследуемых культур вокруг дисков и значениями минимальных подавляющих концентраций (МПК) соответствующих антибиотиков (чувствительностью микроорганизмов). Имеются специальные таблицы для оценки результатов, в соответствии с которыми культуры определяют как чувствительные, умеренно устойчивые и устойчивые (резистентные) к тестируемому антибиотику. Метод серийных разведений антибиотиков позволяет более точно определить МПК, однако из-за громоздкости применяется реже. Бета - лактамазный тест (определение способности к образованию бета - лактамаз) чаще определяют методом дисков с нитроцефином - цефалоспорином, изменяющим окраску дисков при гидролизе. Положительный тест свидетельствует о резистентности бактерий ко всем антибиотикам, имеющим в структуре бета - лактамазное кольцо. Существует ряд причин, обусловливающих различную чувствительность микроорганизмов к антибиотикам in vitro и in vivo. На антимикробную активность in vitro влияют многие факторы, в том числе: - рН среды; - компоненты среды; - концентрация микроорганизмов; - условия и время культивирования. На антимикробную активность препаратов in vivo также влияют различные факторы, из которых необходимо отметить: - фармакодинамику препарата в организме (скорость всасывания, выведения, расщепления и т.д.); - локализацию микробов в организме (особенно внутриклеточную локализацию). 36.Экология микроорганизмов. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе, микрофлора основныхсредобитания. |