Jaké houby se používají k výrobě antibiotik?

2. Egorov, N.S. Základy doktríny antibiotik / N.S. Jegorov. – M.: Nakladatelství Moskevské státní univerzity, Science, 2004. – 528 s.

1. Prozkoumávám svět: Det. Encykl.: Ekologie / Autor-komp. A. E. Čiževskij; Umělec V. V. Nikolaev, A. V. Kardashuk, E. V. Galdyava. Pod obecným Ed. O. G. Hinn-M.: AST Publishing House LLC, 1998.-432 s.

úvod

V současné době se užívání antibiotik stalo skutečnou epidemií. Jejich počet vyrobených farmaceutickým průmyslem se každým rokem zvyšuje. Antibiotika získaná jako výsledek chemické syntézy však mají vedlejší účinky: ničí střevní mikroflóru, způsobují onemocnění jater a ledvin a negativně ovlivňují kostní dřeň. Ale i přes rozmanitost syntetických antibiotik si na ně bakterie rychle zvyknou a antibiotika ztrácejí svůj účinek. Ve světě se objevily kmeny superbakterií, které nejsou citlivé na žádné ze stávajících antibiotik.

Spolu s chemickými antibiotiky existuje v přírodě velké množství přírodních antibiotik, obsahuje je mnoho léčivých rostlin. Jsou to éterické oleje, fytoncidy, chinony atd. Na rozdíl od chemických antibiotik, která způsobují spoustu vedlejších účinků, přírodní antibiotika působí selektivně, bez narušení střevní mikroflóry a bez potlačení imunitního systému. Většina chemických antibiotik má analogy mezi přírodními antibiotiky. Proto se domnívám, že studium přírodních antibiotik a jejich účinků na živé organismy je v moderní medicíně aktuální.

Historie antimikrobiálních léků začíná v roce 1928, kdy A. Fleming poprvé objevil penicilin. Tato látka byla objevena, a nikoli vytvořena, protože v přírodě vždy existovala. V přírodě je produkován mikroskopickými houbami rodu Penicillium, které se chrání před jinými mikroorganismy.

Podle jejich účinku lze všechna antibiotika rozdělit do hlavních skupin:

1. antibakteriální antibiotika;
2. antifungální antibiotika;
3. protinádorová antibiotika.

Historie objevu a výroby antibiotik

V roce 1928 učinil anglický lékař Alexander Fleming objev, který otevřel novou éru v lékařské praxi. Fleming pěstoval kolonie bakterií na živných médiích v Petriho miskách. Během experimentu spóry plísní náhodně spadly do Petriho misek. To způsobilo růst kolonie plísní mezi bakteriemi. Bakterie kolem kolonií hub se přestaly množit. Fleming navrhl, že kolonie houby uvolňuje do živného média látku, která narušuje růst rostlin. Později se zaměstnancům Oxfordské univerzity Howardu Florymu a Ernst Chainovi podařilo izolovat první antibakteriální látku na světě, nazvanou penicilin podle houby penicillium. Fleming, Flory a Chain obdrželi v roce 1945 Nobelovu cenu za objev penicilinu.

Nauka o antibiotikách je relativně mladá a rozvíjející se věda. Za vznik této oblasti vědy se považuje rok 1940. Právě v tomto roce byl poprvé získán zcela nový chemoterapeutický prášek mikrobiálního původu penicilin v krystalické formě. Tento lék lze považovat za praotce nové éry léků antimikrobiální terapie – antibiotik (anti – against a bios – life).[1]

Termín „antibiotikum“ navrhl v roce 1942 americký mikrobiolog, specialista na půdní mikrobiologii Zelman Waksman.

Až do počátku 20. století byla léčba infekcí založena především na folklóru, stereotypech a pověrách. Historie objevu antibiotik je v tomto ohledu velmi zajímavá. Směsi s antimikrobiálními vlastnostmi, které se používaly k léčbě infekcí, byly popsány před více než 2000 lety. Jejich využití v moderní medicíně začalo objevem syntetických antibiotik získaných z barviv. Obvykle každý příběh o objevu antibiotik začíná zmínkou o této skutečnosti.[1]

Klasifikace antibiotik

Podle povahy dopadu Antibiotika pro bakteriální buňky se dělí do 3 skupin:

1. Bakteriostatické (bakterie se nerozmnožují, ale žijí).

2. Baktericidní (fyzicky jsou nadále přítomny v životním prostředí, ale jsou zabity).

3.Bakteriolytické (bakterie jsou zabity a bakteriální buněčné stěny zničeny).

Podle chemické struktury Antibiotika se dělí do skupin:

1. Makrolidy.
2. Tetracykliny.
3. Aminoglykosidy.
4. levomecithiny.
5. Protiplísňový.

Stafylokoky jsou stacionární kulovité buňky o průměru 0,5 až 1,5 mikronu, umístěné jednotlivě, v párech nebo ve shlucích. Nevytvářejí spor.

Stafylokok je hlavním původcem infekcí muskuloskeletálního systému (osteomyelitida, artritida atd.); zejména způsobuje 70–80 % případů septické artritidy u dospívajících, méně často u dospělých.

U většiny lidí žijí stafylokoky na kůži a sliznicích nosu nebo krku. I když je kůže očištěna od stafylokoků (například s ekzémem), téměř okamžitě dojde k reinfekci vzdušnými mikroorganismy. Patogenní mikroorganismy se snadno přenášejí z jedné léze (například z varu) do jiných oblastí kůže prsty nebo oblečením.

Závažné mnohočetné kožní léze (akné, furunkulóza) jsou častěji pozorovány u dospívajících; zdá se, že jejich rozvoj podporují hormonální faktory.

Vliv umělých antibiotik na živé organismy

Za posledních 35 let byly objeveny tisíce antibiotik s různými léčivými vlastnostmi. Antibiotika se v lékařství používají k léčbě bakteriálních a plísňových infekcí a některých nádorů. Podle spektra antimikrobiálního účinku se rozlišují antibiotika působící na grampozitivní mikroorganismy, gramnegativní mikroorganismy, širokospektrá antibiotika a antimykotické působení.

Proti grampozitivním mikroorganismům jsou účinné peniciliny, cefalosporiny a makrolidy. Jsou široce používány při léčbě stafylokokových infekcí – osteomyelitida, infekční artritida, zápal plic, bronchitida, furunkulóza, mastitida, meningitida, infikované rány a popáleniny, angíny a mnoho dalších onemocnění.

Díky širokému používání antibiotik se objevily rezistentní formy mikroorganismů, zejména stafylokoky. Farmaceutický průmysl proto vytváří nové polosyntetické peniciliny a antibiotika nové generace, které jsou aktivní proti rezistentním kmenům mikroorganismů.

přírodní antibiotika

Přírodní antibiotika – fytoncidy.

Fytoncidy hrají důležitou roli při ochraně rostlin a lidí před patogeny.

Fytoncidy jsou těkavé látky, které působí antimikrobiálně a zvyšují obranyschopnost organismu. Jinak se jim říká rostlinná antibiotika. Fytoncidy byly objeveny profesorem B. P. Tokinem v roce 1928. Od objevu fytoncidů se nashromáždilo velké množství faktografického materiálu o antimikrobiálních a antivirových látkách vyšších rostlin. Fytoncidy se nacházejí v 87 % vyšších rostlin, ale projevují se různě, v závislosti na koncentraci a chemickém složení.

Chemická povaha fytoncidů je odlišná. Obvykle se jedná o komplexní sloučeniny: glykosidy, terpenoidy, kyseliny benzoové, kávové, chlorogenové, třísloviny atd. V tkáních se nacházejí v rozpuštěném stavu. Mnoho rostlin emituje plynné fytoncidy. Těkavé sloučeniny a kořenové exsudáty působí na dálku.

Česnek, cibule, křen, černý rybíz, citron, hloh, jalovec a další rostliny mají vysokou fytoncidní aktivitu.

Fytoncidy mají škodlivý účinek na patogeny nejen rostlin, ale i lidí a zvířat. Proto lidé již dlouho využívají fytoncidních vlastností rostlin pro léčebné účely a pro prevenci infekčních chorob. Mají antimikrobiální účinek. Člověk je schopen cítit jejich aroma – slabé nebo silné. Fytoncidy ze stromů, jako je jedle, dub nebo topol, mohou zničit bacil záškrtu a fytoncidy z borovice jsou destruktivní pro původce tuberkulózy. Fytoncidy mohou ovlivnit i jiné rostliny.

Výsledky praktického výzkumu

Vliv přírodních a syntetických antibiotik na klíčení semen rostlin (pšenice a chleba)

Pro pokus jsme vzali semena pšenice (100 kusů) a chleba (4 kusy). Semena byla rozložena v rovnoměrné vrstvě v laboratorní misce na vrstvu vlhké gázy. Byly položeny 4 vzorky:

1. Namáčení ve sladké vodě.
2. Namáčení v roztoku penicilinu o nízké koncentraci. (250 000 jednotek/150 ml vody)
3. Namáčení ve vysoké koncentraci roztoku penicilinu. (1000000 150 XNUMX jednotek/XNUMX ml vody)
4. Namáčení česneku ve vodním nálevu. Viz foto 1

Aby se získaly vodné nálevy, cibule a česnek byly jemně nakrájeny a louhovány 3 hodin v přečištěné vodě (400 stroužky česneku na 10 ml vody). Pozorování klíčivosti semen byla prováděna po dobu 20 dnů. Výsledky pozorování jsou uvedeny v tabulce. Namáčení semen bylo provedeno XNUMX. srpna.

„Když jsem se za svítání 28. září 1928 probudil, rozhodně jsem neplánoval revoluci v medicíně tím, že jsem objevil první antibiotikum nebo zabijácké bakterie na světě,“ napsal do svého deníku. Alexander Fleming, muž, který vynalezl penicilin.

Myšlenka použití mikrobů k boji proti bakteriím sahá až do XNUMX. století. Vědcům už bylo jasné, že abychom mohli bojovat s komplikacemi ran, musíme se naučit paralyzovat mikroby, které tyto komplikace způsobují, a že s jejich pomocí lze mikroorganismy zabíjet. Zejména, Louis Pasteur zjistili, že bacily antraxu jsou zabíjeny působením některých jiných mikrobů. V roce 1897 Ernest Duchesne použil plíseň, tedy vlastnosti penicilinu, k léčbě tyfu u morčat.

Ve skutečnosti je datem vynálezu prvního antibiotika 3. září 1928. V té době už byl Fleming slavný a měl pověst skvělého badatele, studoval stafylokoky, ale jeho laboratoř byla často neuklizená, což byl důvod k objevu.

3. září 1928 se Fleming po měsíci nepřítomnosti vrátil do své laboratoře. Po shromáždění všech kultur stafylokoků si vědec všiml, že na jedné desce s kulturami se objevily plísňové houby a kolonie stafylokoků tam přítomné byly zničeny, zatímco ostatní kolonie nikoli. Fleming připsal houby, které rostly na talíři s jeho kulturami, rodu Penicillium a izolovanou látku pojmenoval penicilin.

Během dalšího výzkumu si Fleming všiml, že penicilin ovlivňuje bakterie, jako jsou stafylokoky a mnoho dalších patogenů, které způsobují spálu, zápal plic, meningitidu a záškrt. Lék, který izoloval, však nepomohl proti břišnímu tyfu a paratyfu.

Fleming publikoval zprávu o svém objevu v roce 1929 v British Journal of Experimental Pathology.

Jak Fleming pokračoval ve svém výzkumu, zjistil, že s penicilinem je obtížné pracovat, produkce je pomalá a penicilin nemůže v lidském těle přežít dostatečně dlouho na to, aby zabil bakterie. Vědec také nemohl extrahovat a vyčistit účinnou látku.

Do roku 1942 Fleming nový lék vylepšoval, ale až do roku 1939 nebylo možné vyvinout účinnou kulturu. V roce 1940 německo-anglický biochemik Ernst Boris Chain и Howard Walter Flory, anglický patolog a bakteriolog, se aktivně zapojili do pokusů o čištění a izolaci penicilinu a po nějaké době byli schopni vyrobit dostatek penicilinu k léčbě raněných.

V roce 1941 byla droga nahromaděna v dostatečném měřítku pro účinnou dávku. Prvním, koho nové antibiotikum zachránilo, byl 15letý chlapec s otravou krve.

V roce 1945 byli Fleming, Florey a Chain oceněni Nobelovou cenou za fyziologii a medicínu „za objev penicilinu a jeho příznivé účinky při různých infekčních chorobách“.

Hodnota penicilinu v medicíně

Na vrcholu druhé světové války ve Spojených státech byla výroba penicilinu již uvedena na dopravní pás, což zachránilo desítky tisíc amerických a spojeneckých vojáků před gangrénou a amputací končetin. Postupem času se způsob výroby antibiotika zdokonaloval a od roku 1952 se začal v téměř celosvětovém měřítku používat relativně levný penicilin.

S pomocí penicilinu můžete vyléčit osteomyelitidu a zápal plic, syfilis a horečku v šestinedělí a zabránit rozvoji infekcí po ranách a popáleninách – dříve byly všechny tyto nemoci smrtelné. Během rozvoje farmakologie byla izolována a syntetizována antibakteriální léčiva jiných skupin, a když byly získány další typy antibiotik, přestala být tuberkulóza rozsudkem smrti.

odolnost vůči lékům

Antibiotika se na několik desetiletí stala téměř všelékem na všechny nemoci, ale i sám objevitel Alexander Fleming varoval, že penicilin by se neměl používat, dokud není nemoc diagnostikována, a antibiotikum by se nemělo užívat krátkodobě a ve velmi malých množstvích. protože za těchto podmínek si bakterie vyvinou rezistenci.

Když byl v roce 1967 identifikován pneumokok, který nebyl citlivý na penicilin, a v roce 1948 byly objeveny kmeny Staphylococcus aureus odolné vůči antibiotikům, vědci si uvědomili, že se bakterie adaptují na léky.

„Objev antibiotik byl největším přínosem pro lidstvo, spásou milionů lidí. Člověk vytvářel stále více nových antibiotik proti různým infekčním agens. Ale mikrokosmos odolává, mutuje, mikrobi se přizpůsobují. Vzniká paradox – lidé vyvíjejí nová antibiotika, ale mikrokosmos si vytváří vlastní rezistenci,“ řekl vedoucí výzkumný pracovník ve Státním výzkumném centru preventivního lékařství, kandidát lékařských věd, expert Národní ligy zdraví Galina Kholmogorova.

Rezistence je odolnost (stabilita, imunita) organismu vůči působení různých faktorů – infekcí, jedů, znečištění, parazitů atd. Termín se nejčastěji používá ve vztahu k mikroorganismům a označuje vznik mechanismů imunity vůči antimikrobiálním léčivům. a antibiotika.

Za to, že antibiotika ztrácejí účinnost v boji s nemocemi, mohou podle mnoha odborníků z velké části sami pacienti, kteří antibiotika neberou vždy striktně podle indikací nebo v požadovaných dávkách.

„Problém odporu je extrémně velký a týká se každého. Mezi vědci to vyvolává velké obavy, můžeme se vrátit do předantibiotické éry, protože všechny mikroby se stanou odolnými, nebude na ně působit jediné antibiotikum. Naše nešikovné činy vedly k tomu, že se můžeme ocitnout bez velmi silných drog. Prostě nebude nic k léčbě tak hrozných nemocí, jako je tuberkulóza, HIV, AIDS, malárie,“ vysvětlila Galina Kholmogorova.

Proto je třeba k léčbě antibiotiky přistupovat velmi zodpovědně a dodržovat řadu jednoduchých pravidel, zejména: