Антибиотики. Две контрольные - 4. Описание работы Выполнить выделенное цветом. Две контрольные
 Скачать 124.5 Kb.
|
|
Описание работы Выполнить выделенное цветом. Две контрольные Содержание 1.Устойчивость микроорганизмов к действию антибиотиков 3 2.Классификация антибиотиков 5 3.Антибиотики, образуемые бактериямии цианобактериями 10 Список литературы 17 Устойчивость микроорганизмов к действию антибиотиков вызвана несколькими причинами. В основном они сводятся к следующим. Во-первых, в любой совокупности микроорганизмов, сосуществующих на каком-то определенном участке субстрата, встречаются естественно устойчивые к антибиотикам варианты (примерно одна особь на миллион). При воздействии антибиотика па популяцию основная масса клеток гибнет (если антибиотик обладает бактерицидным действием) или прекращает развитие (если антибиотик обладает бактериостатическим действием). В то же самое время устойчивые к антибиотику единичные клетки продолжают беспрепятственно размножаться. Устойчивость к антибиотику этими клетками передается по наследству, давая начало новой устойчивой к антибиотику популяции. В данном случае происходит селекция (отбор) устойчивых вариантов с помощью антибиотика. Во вторых, у чувствительных к антибиотику микроорганизмов может идти процесс адаптации (приспособления) к вредному воздействию антибиотического вещества. В этом случае может наблюдаться, с одной стороны, замена одних звеньев обмена веществ микроорганизма, естественный ход которых нарушается антибиотиком, другими звеньями, не подверженными действию препарата. При этом микроорганизм также не будет подавляться антибиотиком. С другой — микроорганизмы могут начать усиленно вырабатывать вещества, разрушающие молекулу антибиотика, тем самым нейтрализуя его действие. Например, ряд штаммов стафилококков и спороносных бактерий образует фермент пенициллиназу, разрушающий пенициллин с образованием продуктов, не обладающих антибиотической активностью. Это явление называется энзиматической инактивацией антибиотиков. Основные пути преодоления устойчивости микроорганизмов к антибиотикам, снижающей эффективность лечения, следующие: изыскание и внедрение в практику новых антибиотиков, а также получение производных известных антибиотиков; применение для лечения не одного, а одновременно нескольких антибиотиков с различным механизмом действия; в этих случаях одновременно подавляются разные процессы обмена веществ микробной клетки, что ведет к быстрой ее гибели и в значительной степени затрудняет развитие устойчивости у микроорганизмов; применение комбинации антибиотиков с другими химиотерапевтическими препаратами. Например, сочетание стрептомицина с парааминосалициловой кислотой (ПАСК) и фтивазидом резко повышает эффективность лечения туберкулеза; подавление действия ферментов, разрушающих антибиотики (например, действие пенициллиназы можно подавить кристаллвиолетом); освобождение устойчивых бактерий от факторов множественной лекарственной устойчивости (R-факторов), для чего можно использовать некоторые красители. Классификация антибиотиковАнтибиотики классифицируют и характеризуют по их происхождению, химической структуре, механизму действия, спектру действия, частоте развития лекарственной устойчивости и др. (см. табл. 4, 5, 6, рис. 10). Таблица 4. Основные группы антибактериальных препаратов
Таблица 2. Классификация антибиотиков по спектру действия
По происхождению различают антибиотики природные или естественные (получены из бактерий, грибов, животных, растений и т.п.), полусинтетические и синтетические. По химической структуре – тетрациклиновые, b-лактамы, макролиды, аминогликозиды, полипептиды, актиномицины, стрептомицины, ациклические, гетероциклические и др. По направленности ингибирующего действия различают противобактериальные, противогрибковые, противовирусные, противопротозойные и противоопухолевые антибиотики. По спектру действия антибиотики делятся на следующие группы: - узкого спектра, подавляющие грам(+)или грам(-) кокки; - узкого спектра, подавляющие грам(-) бактерии; - широкого спектра, подавляющие грам(+) и грам(-) кокки, бактерии, риккетсии, хламидии и др. Таблица 3. Классификация антибиотиков по механизму действия
Антибиотики, образуемые бактериямии цианобактериямиК бактериям относятся собственно бактерии, актиномицеты и цианобактерии. Большинство антибиотиков, образуемых собственно бактериями токсично для макроорганизмов, поэтому немногие из них нашли практическое применение. По химической природе почти все бактериальные антибиотики являются полипептидами или белками. К настоящему времени известно более 600 антибиотиков бактериального происхождения; здесь рассмотрены лишь те, которые имеют практическое значение. Особенность полипептидных антибиотиков, образуемых бактериями, состоит в том, что в их состав наряду с L-формами аминокислот входят D-аминокислоты, а также метилированные аминокислоты и иминокислоты. Тиротрицин (Tyrothricin) Продуцент тиротрицина (Bacillus brevis штамм Дюбо) — аэробная спорообразующая палочка. Споры образуются по бациллярному типу и расположены обычно в центральной части клетки. Благодаря перетрихиально расположенным жгутикам бактерии подвижны; они окрашиваются по Граму, разжижают желатину, гидролизуют крахмал. Температурный оптимум развития около 37 °С. Для получения антибиотика бактерии выращиваются в течение 4–5 сут. при 37 °С на жидкой питательной среде (обычно мясопептонный бульон), разлитой тонким слоем в матрацы. Основная масса антибиотика находится в бактериальных клетках. Культуральную жидкость вместе с бактериями подкисляют HCl до рН = 4,5; при этом выпадает осадок, состоящий из бактериальных тел и антибиотика. После отделения осадка фильтрацией его обрабатывают подкисленным спиртом в течение суток, в результате антибиотик переходит в спиртовой раствор. Спиртовой раствор отделяют от бактериальной массы, упаривают в вакууме и остаток переносят в раствор NaCl; тиротрицин выпадает в виде хлопьевидного осадка. Тиротрицин состоит из двух полипетидных фракций: тироцидина и грамицидина. При обработке тиротрицина смесью равных объемов ацетона и эфира или только эфиром в раствор переходит только грамицидин (15–20 масс. % от массы тиротрицина). Тироцидин состоит из трех близких по аминокислотному составу полипептидов — тироцидинов А, В, С. Грамицидиновая фракция разделяется на четыре полипептида — грамицидины A (85 %), B (9 %), CD (6 %) и D (следы). Тиротрицин обладает бактериостатическим и бактерицидным действием по отношению к грамположительным бактериям, главным образом в отношении гноеродных кокков. Грамицидин-С (Gramicidin S) Штамм B. brevis subs. G.B. продуцирует другой полипептидный антибиотик, названный грамицидином-С (S). Продуцент грамицидина-С по культуральным и морфологическим свойствам напоминает штамм Дюбо, но не разжижает желатину и не гидролизует крахмал. Штамм B. brevis subs. G.B. в процессе развития в жидкой питательной среде образует ряд форм, отличающихся морфологией колоний и другими свойствами при высеве их на твердые питательные среды с дрожжевым экстрактом. Образующиеся варианты представлены следующими формами: складчатая (R), гладкая (S) и две плоские (P+ и P–) формы. Образование разных форм зависит от условий культивирования. Образовывать грамицидин-С могут лишь формы R и Р+. Образование грамицидина-С происходит интенсивно (до 2500 мкг/мл) при культивировании продуцента на относительно простой синтетической среде (янтарнокислый аммоний — 0,5 %, глицерин — 1,5 %; MgSO4 — 0,02 %; K2НРО4 — 0,2 %, вода дистиллированная; рН среды перед посевом 7,0–7,3) при температуре 28–40 °С в течение 24–48 ч. Для выделения грамицидина-С КЖ подкисляют HCl до рН = 4,5÷5,0 и образовавшийся осадок экстрагируют спиртом. Полученный концентрат, содержащий до 4 % грамицидина, используют в медицинской практике. Грамицидин-C (C60H92O10N12) представляет собой бесцветное кристаллическое вещество {Tплав 77 °С (разл.),  –289° (0,43 % в 70% EtOH) [148]}, плохо растворимое в воде и растворимое в низших спиртах и уксусной кислоте. По химической природе он является декапептидом, содержащим остатки пяти аминокислот.Грамицидин-С обладает довольно высокой антибиотической активностью в отношении грамположительных и некоторых грамотрицательных бактерий. Он находит применение в хирургии при первичной обработке ран, ожогов и других нагноительных процессов. Антибиотик применяют в акушерско-гинекологической практике при лечении эрозий шейки матки и кольпитов. Различные штаммы Bacillus brevis способны синтезировать и другие полипептидные антибиотические вещества (эдеин, бреволин, брезин, бревиген, гратизин, грацейлин, комисан, мемориалин, эсеин, бресеин и др.). Полимиксины (Polymixins) В группу полимиксинов входят родственные антибиотические вещества полипептидной природы, образуемые различными штаммами B. polymyxa и B. circulans. Для получения полимиксинов обычно используют среды, в состав которых кроме неорганических солей входят глюкоза (сахароза), сложные смеси растительной природы (кукурузный или дрожжевой экстракты, соевая, арахисовая или овсяная мука и другие аналогичные компоненты) или витамины (биотин, тиамин, никотиновая кислота). B. polymyxa хорошо растет при глубинном культивировании на среде, содержащей кукурузный экстракт. В качестве дополнительного источника азота можно использовать сульфат аммония. Основная масса углеводов потребляется к 10–15 ч роста, аминного азота — к 20–30 ч; антибиотик образуется довольно быстро, достигая максимума (примерно 3500 ед./мл) к 24–30 ч с последующим сохранением этого уровня в течение 10–15 ч. Питательная среда имеет следующий состав, г/л: глюкоза (20), поваренная соль (0,1), мел (3), кукурузный экстракт (2) или биотин (0,005), вода водопроводная, рН = 7,0÷7,2. Для выделения полимиксинов антибиотики адсорбируют углем и элюируют подкисленным водным ацетоном, метанолом или этанолом. Выделять антибиотики можно также путем экстракции их из нефильтрованной культуральной среды изопропанолом (0,25 объема спирта на объем культуральной жидкости) в присутствии сульфата аммония. Для выделения полимиксинов используют и катиониты. Разные штаммы B. рolymyxa образуют различные варианты полимиксинов, отличающихся аминокислотным составом. Однако в структуре всех этих антибиотиков присутствуют треонин, α,g-диаминомасляная кислота (ДМК) и одна из жирных кислот. В составе молекул полимиксинов имеется 4–5 свободных g-аминных групп α,g-диаминомасляной кислоты, что придает полимиксинам свойство катионных детергентов, способных образовывать комплексы с фосфолипидами клеточных мембран. Установлено, что полимиксин А состоит по крайней мере из двух компонентов: полимиксин А1 — С53H100O13N16, полимиксин А2 — С52Н98О13N16; брутто-формулы для некоторых других полимиксинов следующие: B1 — C56H98O13N16, B2 — C55H96O13N16; D1 — C49H92O14N16, D2 — C49H92O14N16. Полимиксины избирательно действуют на грамотрицательные бактерии. Многие полимиксины обладают фунгицидной активностью. Полимиксины В и Е применяются при лечении менингитов, инфекций дыхательных путей и мочеполового тракта, наружного отита. В виде мазей полимиксины могут с успехом использоваться при лечении некоторых форм экзем, фурункулов, гидраденитов и некоторых других кожных заболеваний. Полимиксины отличаются характером побочных реакций. Так, полимиксины А и D обладают высокой нефротоксичностью, в то время как полимиксины В и Е (колистины) — наименее токсичные препараты. Бацитрацины (Bacitracins) Бацитрацины, являющиеся полипептидными антибиотиками, получают при поверхностном или глубинном культивировании бактерий вида Bacillus licheniformis на средах, содержащих глюкозу, лактат аммония и неорганические соли или соевую муку и глюкозу. Бацитрацины вырабатываются при высоком соотношении углерод/азот; при его снижении преимущественно образуется новая группа антибиотиков — лихеинформины. Процесс образования бацитрацина связан со спорообразованием культуры; антибиотик синтезируется только при условиях, способствующих споруляции. Получение посевного материала начинают с проращивания спор при температуре 30 °С на среде, содержащей, %: крахмал —2,0, лимонную кислоту — 0,03, сульфат магния —0,1, соль Мора —0,025, сульфат марганца — 0,006, хлориды калия и натрия — по 0,4, фосфат калия однозамещенный — 0,45. Продолжительность выращивания споровой культуры около 120 ч. Размножение производственной культуры осуществляют в колбах и посевных аппаратах при 30 °С на среде, содержащей, %: крахмал — 1,8, муку соевую — 7,5, карбонат кальция — 0,02, сульфат аммония — 0,2. Длительность процесса получения посевного материала на каждой стадии 16–18 ч. Основную ферментацию глубинным способом проводят при 37 °С в течение 30–40 ч на среде, включающей, %: крахмал — 2,0; сульфат магния — 0,33; муку соевую — 7,5; карбонат кальция — 1,0. В ходе культивирования осуществляют аэрацию (1 объем воздуха на 1 объем среды в 1 мин) и перемешивание с добавкой стерильного пеногасителя. На всех этапах процесса выращивания продуцента поддерживают рН на уровне 7,0. В состав бацитрацина входит десять компонентов: А, А1, B, C, D, E, F1, F2, F3 и G. Наиболее активный в отношении Corynebacterium xerosis бацитрацин А (С66Н103О16N17S) составляет основную часть (37 %) выделенных фракций. Установлено, что в его состав входят три остатка L-изолейцина и по одному — L-лейцина, L-цистеина, L-гистидина, L-лизина, L-аспарагиновой кислоты, D-фенилаланина, D-орнитина, D-аспарагиновой кислоты, D-глутаминовой кислоты. Бацитрацины обладают высокой антибиотической активностью в отношении грамположительных бактерий. По спектру действия они близки к пенициллинам, однако бацитрацины влияют и на многие микробы, устойчивые к пенициллинам. Препараты бацитрацинов, полученные в результате высокой степени очистки, обладают активностью около 60 ед./мг. В медицинской практике бацитрацины используются преимущественно при местном лечении некоторых гнойных процессов. Их применяют в целях профилактики и лечения ряда хирургических инфекций, для лечения кожных заболеваний, пневмонии, бациллярной дизентерии и других заболеваний. Кормовые препараты бацитрацина, имеющие название бацилихины, представляют собой высушенную КЖ, полученную в результате глубинного выращивания продуцента, содержащую цинкбацитрацины и различные биологически активные вещества. Антибиотическая активность препаратов составляет 45–74 ед./мг. Добавка препарата, составляющая 5–15 г чистого антибиотика на 1 т корма, повышает привесы животных и птицы на 15–17 % и снижает падеж молодняка на 5–10 %. Низины (Nisins) Продуцентом низина является культура молочнокислого стрептококка (Streptococcus lactis). Низин (С143Н230N42O37S7) представляет собой антибиотик полипептидного типа. В группу низина входят пять форм антибиотиков — низины А (наиболее биологически активная форма), B, C, D и Е — низин А. Низин имеет молекулярную массу 3500 Да; но антибиотик может полимеризоваться и образовывать димер (М. м. 7 кДа) и тетрамер (М. м. 14 кДа). В состав молекулы низина входит 34 остатка аминокислот: лизина, гистидина, аспарагиновой кислоты, серина, пролина, глицина, аланина, валина, метионина, изолейцина, лейцина, а также лантионина, α-метиллантионина, дегидроаланина, α-метилдегидроаланина. Низин проявляет кислотные свойства, и поэтому он более стабилен в кислых условиях. Активный синтез низина культурой молочнокислого стрептококка начинается в период ранней стационарной фазы развития продуцента. Оптимальный рН для роста микроорганизма и образования низина лежит в диапазоне 6,5–6,8. Хорошим источником углерода для роста стрептококка и биосинтеза низина служит глюкоза. Добавление в среду двух-, трех-, четырех- и пятиуглеродных органических кислот способствует усилению роста продуцента и некоторому увеличению образования им низина. Лучшие азотсодержащие компоненты в средах — дрожжевой автолизат, пептон или казеиновый гидролизат. Низин подавляет развитие ряда грамположительных и некоторых кислотоустойчивых бактерий. Он нашел применение в пищевой промышленности в качестве консерванта (Е 234) некоторых скоропортящихся продуктов (томаты, зеленый горошек и др.), а также сыров. Безопасность использования низина обусловлена тем, что, имея полипептидную структуру, он быстро разрушается в организме человека ферментами пищеварительного тракта до аминокислот. Один миллиграмм чистого низина соответствует 40 × 103 м. е. Низин эффективен исключительно против грамположительных бактерий, минимальная действующая концентрация лежит в области 0,25–500 м. е./г (0,006–12 мг/кг). Список литературыАнтибиотики в хирургии. - М.: Медицина, 2013. - 304 c. Антибиотики и их применение. - М.: Издательство Академии медицинских наук СССР, 2012. - 160 c. Антибиотики. - М.: АСТ, Сова, Харвест, 2015. - 160 c. Блейзер, М. Жизнь после антибиотиков / М. Блейзер. - М.: Эксмо, 2016. - 657 c. Ермольева, З. В. Антибиотики, интерферон, бактериальные полисахариды / З.В. Ермольева. - М.: Медицина, 2013. - 384 c. Зелман, А. Ваксман Антибиотики. Их природа, получение и применение / Зелман А. Ваксман. - М.: Издательство Академии Наук СССР, 2014. - 112 c. Каримов, И. Ф. Антибиотики и химиотерапевтические препараты / И.Ф. Каримов. - М.: Бибком, 2012. - 650 c. Кашкин П.Н. Антибиотики и их практическое использование: моногр. / П.Н.Кашкин. - М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2012. - 252 c. Кожыбски, Тадеуш Антибиотики. Происхождение, природа и свойства (комплект из 2 книг) / Тадеуш Кожыбски , Зузанна Ковшык-Гиндифер , Влодзимеж Курылович. - М.: Польское государственное медицинское издательство, 2017. - 602 c. Ющук, Н.Д. Антибиотики и противоинфекционный иммунитет / Н.Д. Ющук. - М.: Практическая медицина, 2012. - 692 c. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||