Виды лекарственной устойчивости. Резистентность микроорганизмов к антимикробным препаратам Лекарственная устойчивость микроорганизмов

Антибиотикорезистентность - это устойчи­вость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистент­ными, если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной.

Природная устойчивость . Некоторые виды микробов природно ус­тойчивы к определенным семействам антиби­отиков или в результате отсутствия соответс­твующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки, поэтому не чувстви­тельны ко всем препаратам, действующим на этом уровне), или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (на­пример, грамотрицательные микробы менее проницаемы для крупномолекулярных соеди­нений, чем грамположительные бактерии, так как их наружная мембрана имеет «маленькие» поры).

Приобретенная устойчивость . Приобретение резистентности - это биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех бактерий и всех анти­биотиков. К химиопрепаратам адаптируются не только бактерии, но и остальные микро­бы - от эукариотических форм (простейшие, грибы) до вирусов. Проблема формирования и распространения лекарственной резистен­тности микробов особенно значима для внутрибольничных инфекций, вызываемых так называемыми «госпитальными штаммами», у которых, как правило, наблюдается множес­твенная устойчивость к антибиотикам (так называемая полирезистентность).

Генетические основы приобретенной резис­тентности . Устойчивость к антибиотикам определяется и поддерживается генами резистентности (r-генами) и условиями, способствующими их распространению в микробных популяциях. Приобретенная лекарственная устойчивость может возникать и распространяться в попу­ляции бактерий в результате:

мутаций в хромосоме бактериальной клетки с последующей селекцией (т. е. отбором) му­тантов. Особенно легко селекция происходит в присутствии антибиотиков, так как в этих условиях мутанты получают преимущество перед остальными клетками популяции, ко­торые чувствительны к препарату. Мутации возникают независимо от применения анти­биотика, т. е. сам препарат не влияет на час­тоту мутаций и не является их причиной, но служит фактором отбора. Далее резистентные клетки дают потомство и могут передаваться в организм следующего хозяина (человека или животного), формируя и распространяя ре­зистентные штаммы. Мутации могут быть: 1) единичные (если мутация произошла в одной клетке, в результате чего в ней синтезируются измененные белки) и 2) множественные (се­рия мутаций, в результате чего изменяется не один, а целый набор белков, например пени-циллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентного пневмококка);

переноса трансмиссивных плазмид резис­тентности (R-плазмид). Плазмиды резистен­тности (трансмиссивные) обычно кодируют перекрестную устойчивость к нескольким семействам антибиотиков. Впервые такая множественная резистентность была описа­на японскими исследователями в отношении кишечных бактерий. Сейчас показано, что она встречается и у других групп бактерий. Некоторые плазмиды могут передаваться меж­ду бактериями разных видов, поэтому один и тот же ген резистентности можно встретить у бактерий, таксономически далеких друг от друга. Например, бета-лактамаза, кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко распространена у грамотрицательных бактерий и встречается у кишечной палочки и других кишечных бак­терий, а также у гонококка, резистентного к пенициллину, и гемофильной палочки, резис­тентной к ампициллину;

переноса транспозонов, несущих r-гены (или мигрирующих генетических последова­тельностей). Транспозоны могут мигрировать с хромосомы на плазмиду и обратно, а также с плазмиды на другую плазмиду. Таким образом гены резистентности могут передаваться да­лее дочерним клеткам или при рекомбинации другим бактериям-реципиентам.

Антибиотикорезистентность -- это устойчивость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистентными, если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной.

Природная устойчивость. Некоторые виды микробов природно устойчивы к определенным семействам антибиотиков или в результате отсутствия соответствующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки, поэтому не чувствительны ко всем препаратам, действующим на этом уровне), или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (например, грамотрицательные микробы менее проницаемы для крупномолекулярных соединений, чем грамположительные бактерии, так как их наружная мембрана имеет «маленькие» поры).

Приобретенная устойчивость. Приобретение резистентности -- это биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех бактерий и всех антибиотиков. К химиопрепаратам адаптируются не только бактерии, но и остальные микробы -- от эукариотических форм (простейшие, грибы) до вирусов. Проблема формирования и распространения лекарственной резистентности микробов особенно значима для внутрибольничных инфекций, вызываемых так называемыми «госпитальными штаммами», у которых, как правило, наблюдается множественная устойчивость к антибиотикам (так называемая полирезистентность).

Генетические основы приобретенной резистентности. Устойчивость к антибиотикам определяется и поддерживается генами резистентности (r-генами) и условиями, способствующими их распространению в микробных популяциях. Приобретенная лекарственная устойчивость может возникать и распространяться в популяции бактерий в результате:

• * мутаций в хромосоме бактериальной клетки с последующей селекцией (т. е. отбором) мутантов. Особенно легко селекция происходит в присутствии антибиотиков, так как в этих условиях мутанты получают преимущество перед остальными клетками популяции, которые чувствительны к препарату. Мутации возникают независимо от применения антибиотика, т. е. сам препарат не влияет на частоту мутаций и не является их причиной, но служит фактором отбора. Далее резистентные клетки дают потомство и могут передаваться в организм следующего хозяина (человека или животного), формируя и распространяя резистентные штаммы. Мутации могут быть: 1) единичные (если мутация произошла в одной клетке, в результате чего в ней синтезируются измененные белки) и 2) множественные (серия мутаций, в результате чего изменяется не один, а целый набор белков, например пени-циллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентного пневмококка);
• * переноса трансмиссивных плазмид резистентности (R-плазмид). Плазмиды резистентности (трансмиссивные) обычно кодируют перекрестную устойчивость к нескольким семействам антибиотиков. Впервые такая множественная резистентность была описана японскими исследователями в отношении кишечных бактерий. Сейчас показано, что она встречается и у других групп бактерий. Некоторые плазмиды могут передаваться между бактериями разных видов, поэтому один и тот же ген резистентности можно встретить у бактерий, таксономически далеких друг от друга. Например, бета-лактамаза, кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко распространена у грамотрицательных бактерий и встречается у кишечной палочки и других кишечных бактерий, а также у гонококка, резистентного к пенициллину, и гемофильной палочки, резистентной к ампициллину;
• * переноса транспозонов, несущих r-гены (или мигрирующих генетических последовательностей). Транспозоны могут мигрировать с хромосомы на плазмиду и обратно, а также с плазмиды на другую плазмиду. Таким образом гены резистентности могут передаваться далее дочерним клеткам или при рекомбинации другим бактериям-реципиентам.

Реализация приобретенной устойчивости. Изменения в геноме бактерий приводят к тому, что меняются и некоторые свойства бактериальной клетки, в результате чего она становится устойчивой к антибактериальным препаратам. Обычно антимикробный эффект препарата осуществляется таким образом: агент должен связаться с бактерией и пройти сквозь ее оболочку, затем он должен быть доставлен к месту действия, после чего препарат взаимодействует с внутриклеточными мишенями. Реализация приобретенной лекарственной устойчивости возможна на каждом из следующих этапов:

• * модификация мишени. Фермент-мишень может быть так изменен, что его функции не нарушаются, но способность связываться с химиопрепаратом (аффинность) резко снижается или может быть включен «обходной путь» метаболизма, т. е. в клетке активируется другой фермент, который не подвержен действию данного препарата.
• * «недоступность» мишени за счет снижения проницаемости клеточной стенки и клеточных мембран или «эффлюко-механизма, когда клетка как бы «выталкивает» из себя антибиотик.
• * инактивация препарата бактериальными ферментами. Некоторые бактерии способны продуцировать особые ферменты, которые делают препараты неактивными (например, бета-лактамазы, аминогликозид-модифицирующие ферменты, хлорамфениколацетилтрансфераза). Бета-лактамазы -- это ферменты, разрушающие бета-лактамное кольцо с образованием неактивных соединений. Гены, кодирующие эти ферменты, широко распространены среди бактерий и могут быть как в составе хромосомы, так и в составе плазмиды.

Для борьбы с инактивирующим действием бета-лактамаз используют вещества -- ингибиторы (например, клавулановую кислоту, сульбактам, тазобактам). Эти вещества содержат в своем составе бета-лактамное кольцо и способны связываться с бета-лактамазами, предотвращая их разрушительное действие на бета-лактамы. При этом собственная антибактериальная активность таких ингибиторов низкая. Клавулановая кислота ингибирует большинство известныхбета-лактамаз. Ее комбинируют с пеницил-линами: амоксициллином, тикарциллином, пиперациллином.

Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически невозможно, но необходимо использовать антимикробные препараты таким образом, чтобы не способствовать развитию и распространению устойчивости (в частности, применять антибиотики строго по показаниям, избегать их использования с профилактической целью, через 10--15 дней ан-тибиотикотерапии менять препарат, по возможности использовать препараты узкого спектра действия, ограниченно применять антибиотики в ветеринарии и не использовать их как фактор роста). № 45 Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

Для определения чувствительности бактерий к антибиотикам (антибиотикограммы) обычно применяют:

• * Метод диффузии в агар. На агаризованную питательную среду засевают исследуемый микроб, а затем вносят антибиотики. Обычно препараты вносят или в специальные лунки в агаре, или на поверхности посева раскладывают диски с антибиотиками («метод дисков»). Учет результатов проводят через сутки по наличию или отсутствию роста микробов вокруг лунок (дисков). Метод дисков -- качественный и позволяет оценить, чувствителен или устойчив микроб к препарату.
• * Методы определения минимальных ингибирующих и бактерицидных концентраций, т. е. минимального уровня антибиотика, который позволяет in vitro предотвратить видимый рост микробов в питательной среде или полностью ее стерилизует. Это количественные методы, которые позволяют рассчитать дозу препарата, так как концентрация антибиотика в крови должна быть значительно выше минимальной ингибирующей концентрации для возбудителя инфекции. Введение адекватных доз препарата необходимо для эффективного лечения и профилактики формирования устойчивых микробов.

Есть ускоренные способы, с применением автоматических анализаторов.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом дисков. Исследуемую бактериальную культуру засевают газоном на питательный агар или среду АГВ в чашке Петри.

Среда АГВ: сухой питательный рыбный бульон, агар-агар, натрий фосфат двузамещенный. Среду готовят из сухого порошка в соответствии с инструкцией.

На засеянную поверхность пинцетом помещают на одинаковом расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определенные дозы разных антибиотиков. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня. По диаметру зон задержки роста исследуемой культуры бактерий судят о ее чувствительности к антибиотикам.

Для получения достоверных результатов необходимо применять стандартные диски и питательные среды, для контроля которых используются эталонные штаммы соответствующих микроорганизмов. Метод дисков не дает надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксин, ристомицин). Если эти антибиотики предполагается использовать для лечения, рекомендуется определять чувствительность микроорганизмов методом серийных разведений.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом серийных разведений. Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий. Вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ЕД/мл) в специальном растворителе или буферном растворе. Из него готовят все последующие разведения в бульоне (в объеме 1 мл), после чего к каждому разведению добавляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 106--107 бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры). Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питательной среды, сравнивая с контролем культуры. Последняя пробирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий под влиянием содержащейся в ней минимальной ингибирующей концентрации (МИК) антибиотика.

Оценку результатов определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам проводят по специальной готовой таблице, которая содержит пограничные значения диаметров зон задержки роста для устойчивых, умеренно устойчивых и чувствительных штаммов, а также значения МИК антибиотиков для устойчивых и чувствительных штаммов.

К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаруживаемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков. К умеренно устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются концентрации, создающиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата. Устойчивыми являются микроорганизмы, рост которых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Определение антибиотика в крови, моче и других жидкостях организма человека. В штатив устанавливают два ряда пробирок. В одном из них готовят разведения эталонного антибиотика, в другом -- исследуемой жидкости. Затем в каждую пробирку вносят взвесь тест-бактерий, приготовленную в среде Гисса с глюкозой. При определении в исследуемой жидкости пенициллина, тетрациклинов, эритромицина в качестве тест-бактерий используют стандартный штамм S. aureus, а при определении стрептомицина -- Е. coli. После инкубирования посевов при 37 °С в течение 18--20 ч отмечают результаты опыта по помутнению среды и ее окрашиванию индикатором вследствие расщепления глюкозы тест-бактериями. Концентрация антибиотика определяется умножением наибольшего разведения исследуемой жидкости, задерживающей рост тест-бактерий, на минимальную концентрацию эталонного антибиотика, задерживающего рост тех же тест-бактерий.

Например, если максимальное разведение исследуемой жидкости, задерживающее рост тест-бактерий, равно 1:1024, а минимальная концентрация эталонного антибиотика, задерживающего рост тех же тест-бактерий, 0,313 мкг/мл, то произведение 1024- 0,313=320 мкг/мл составляет концентрацию антибиотика в 1 мл.

Определение способности S. aureus продуцировать бета-лактамазу. В колбу с 0,5 мл суточной бульонной культуры стандартного штамма стафилококка, чувствительного к пенициллину, вносят 20 мл расплавленного и охлажденного до 45 °С питательного агара, перемешивают и выливают в чашку Петри. После застывания агара в центр чашки на поверхность среды помещают диск, содержащий пенициллин. По радиусам диска петлей засевают исследуемые культуры. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта. О способности исследуемых бактерий продуцировать бета-лакта-мазу судят по наличию роста стандартного штамма стафилококка вокруг той или другой исследуемой культуры (вокруг диска). № 46 Принципы рациональной антибиотикотерапии.

Профилактика развития осложнений состоит прежде всего в соблюдении принципов рациональной антибиотикотерапии (антимикробной химиотерапии):

* Микробиологический принцип. До назначения препарата следует установить возбудителя инфекции и определить его индивидуальную чувствительность к антимикробным химиотерапевтическим препаратам. По результатам антибиотикограммы больному назначают препарат узкого спектра действия, обладающий наиболее выраженной активностью в отношении конкретного возбудителя, в дозе, в 2--3 раза превышающей минимальную ингибирующую концентрацию. Если возбудитель пока неизвестен, то обычно назначают препараты более широкого спектра, активные в отношении всех возможных микробов, наиболее часто вызывающих данную патологию.

Коррекцию лечения проводят с учетом результатов бактериологического исследования и определения индивидуальной чувствительности конкретного возбудителя (обычно через 2-3 дня). Начинать лечение инфекции нужно как можно раньше (во-первых, в начале заболевания микробов в организме меньше, во-вторых, препараты активнее действуют на растущих и размножающихся микробов).

• * Фармакологический принцип. Учитывают особенности препарата -- его фармакокинетику и фармакодинамику, распределение в организме, кратность введения, возможность сочетания препаратов и т. п. Дозы препаратов должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить в биологических жидкостях и тканях микробостатические или микробоцидные концентрации. Необходимо представлять оптимальную продолжительность лечения, так как клиническое улучшение не является основанием для отмены препарата, потому что в организме могут сохраняться возбудители и может быть рецидив болезни. Учитывают также оптимальные пути введения препарата, так как многие антибиотики плохо всасываются из ЖКТ или не проникают через гематоэнцефалический барьер.
• * Клинический принцип. При назначении препарата учитывают, насколько безопасным он будет для данного пациента, что зависит от индивидуальных особенностей состояния больного (тяжесть инфекции, иммунный статус, пол, наличие беременности, возраст, состояние функции печени и почек, сопутствующие заболевания и т.п.) При тяжелых, угрожающих жизни инфек-циях особое значение имеет своевременная ан-тибиотикотерапия. Таким пациентам назначают комбинации из двух-трех препаратов, чтобы обеспечить максимально широкий спектр действия. При назначении комбинации из нескольких препаратов следует знать, насколько эффективным против возбудителя и безопасным для пациента будет сочетание данных препаратов, т. е. чтобы не было антагонизма лекарственных средств в отношении антибактериальной активности и не было суммирования их токсических эффектов.
• * Эпидемиологический принцип. Выбор препарата, особенно для стационарного больного, должен учитывать состояние резистентности микробных штаммов, циркулирующих в данном отделении, стационаре и даже регионе. Следует помнить, что антибиотикоре-зистентность может не только приобретаться, но и теряться, при этом восстанавливается природная чувствительность микроорганизма к препарату. Не изменяется только природная устойчивость.
• * Фармацевтический принцип. Необходимо учитывать срок годности и соблюдать правила хранения препарата, так как при нарушении этих правил антибиотик может не только потерять свою активность, но и стать токсичным за счет деградации. Немаловажна также и стоимость препарата.

Лекарственная устойчивость

1. Понятие лекарственной устойчивости

2. Биохимическая основа резистентности

3. Борьба с лекарственной устойчивостью

1. Осложнение химиотерапии со стороны микроорганизмовпроявляется развитием лекарственной устойчивости.

В настоящее время лекарственная устойчивость микроорганизмов - возбудителей различных заболеваний - не только чисто микробиологическая, но и огромная государственная проблема (например, смертность детей от стафилококкового сепсиса находится в настоящее время примерно на том же высоком уровне, что и до появления антибиотиков). Это связано с тем, что среди стафилококков - возбудителей различных гнойно-воспалительных заболеваний - довольно часто выделяются штаммы, одновременно устойчивые ко многим препаратам (5-10 и более).

Среди микроорганизмов - возбудителей острых кишечных инфекций до 80% выделяемых возбудителей дизентерии устойчивы ко многим используемым антибиотикам.

В основе развития лекарственной устойчивости к антибиотикам и другим химиотерапевтическим препаратам лежат мутации хромосомных генов или приобретение плазмид лекарственной устойчивости.

Существуют роды и семейства микроорганизмов, природно-устойчивыё к отдельным антибиотикам; в их геноме есть гены, контролирующие этот признак. Для рода ацинетобактер, например, устойчивость к пенициллину является таксономическим признаком. Полирезистентны к антибиотикам и многие представители псевдомонад, неклостридиальных анаэробов и другие микроорганизмы.

Такие бактерии являются природными банками (хранилищами) генов лекарственной устойчивости.

Как известно, мутации, в том числе по признаку лекарственной устойчивости, спонтанны и возникают всегда. В период массового применения антибиотиков в медицине, ветеринарии и растениеводстве микроорганизмы практически живут в среде, содержащей антибиотики, которые становятся селективным фактором, способствующим отбору устойчивых мутантов, получающим определенные преимущества.

Плазмидная устойчивость приобретается микробными клетками в результате процессов генетического обмена. Сравнительно высокая частота передачи R-плазмид обеспечивает широкое и достаточно быстрое распространение устойчивых бактерий в популяции, а селективное давление антибиотиков - отбор и закрепление их в биоценозах.

Плазмидная устойчивость может быть множественной, т. е. к нескольким лекарственным препаратам, и при этом достигать достаточно высокого уровня.

2. Биохимическую основу резистентности обеспечивают разные механизмы:

Энзиматическая инактивация антибиотиков - осуществляется с помощью синтезируемых бактериями ферментов, разрушающих активную часть антибиотиков. Одним из таких широко известных ферментов является бета-лактамаза, обеспечивающая устойчивость микроорганизмов к бета-лактамным антибиотикам за счет прямого расщепления бета-лактамного кольца этих препаратов. Другие ферменты способны не расщеплять, а модифицировать активную часть молекулы антибиотиков, как это имеет место при энзиматической инактивации аминогли-козидов и левомицетина;

Изменение проницаемости клеточной стенки для антибиотика или подавление его транспорта в бактериальные клетки. Этот механизм лежит в основе устойчивости к тетрациклину,

Изменение структуры компонентов микробной клетки, например изменение структуры бактериальных рибосом, сопровождается повышением устойчивости к аминогликозидам и макролидам, а изменение структуры РНК-синтетаз - к рифампицину.

У бактерий одного и того же вида могут реализовываться несколько механизмов резистентности.

В то же время развитие того или другого типа резистентности определяется не только свойствами бактерий, но и химической структурой антибиотика.

Так, цефалоспорины 1-гопоколенияустойчивыкдействиюстафилококковыхбета-лактамаз, норазрушаютсябета-лактамазамиграмот-(рицательныхмикроорганизмов, тогдакакцефалоспорины 4-гопоко­ленияиимипинемывысокоустойчивыкдействиюбета-лактамази 1грамположительных, играмотрицательныхмикроорганизмов.

3. Для борьбы с лекарственной устойчивостью, т. е. для преодоления резистентности микроорганизмов к химиопрепаратам, cyществует несколько путей:

В первую очередь - соблюдение принципов рациональной химиотерапии;

Создание новых химиотерапевтических средств, отличающихся механизмом антимикробного действия (например созданная в последнее время группа химиопрепаратов - фторхинолоны) и мишенями;

Постоянная ротация (замена) используемых в данном лечебном учреждении или на определенной территории химиопрепаратов (антибиотиков);

Комбинированное применение бета-лактамных антибиотиков совместно с ингибиторами бета-лактамаз (клавулановая кислота, сульбактам, тазобактам).

Принципы рациональной химиотерапии, к сожалению, очень часто не соблюдаются, хотя достаточно просты и состоят в следующем:

Химиотерапия должна назначаться строго по показаниям (т. е. только в тех случаях, когда без нее нельзя обойтись) и с учетом противопоказаний (например повышенной чувствительности или аллергической реакции к препаратам той или иной группы). Выбор препарата для химиотерапии может проводиться в различных вариантах;

При этиологически расшифрованных заболеваниях выбор препарата должен определяться с учетом чувствительности возбудителя (антибиотикограмма), выделенного от данного конкретного больного в результате бактериологического исследования;

При выделении возбудителя без определения его чувствительности к химиопрепаратам или при эмпирической инициальной химиотерапии заболевания с неидентифицированным, но предполагаемым возбудителем выбор препарата для химиотерапии должен основываться на показателях антибиотикочув-ствительности соответствующих микроорганизмов - наиболее вероятных возбудителей данной нозологической формы забо­левания по данным литературы или при ориентации на данные о региональной чувствительности тех или иных инфекционных агентов - возбудителей данного заболевания;

Лечение должно проводиться строго по схеме, рекомендованной для выбранного химиопрепарата (способ и кратность введения препарата, длительность лечения), а также с учетом коэффициента увеличения концентрации препарата в целях создания эффективных концентраций препарата непосредственно в органах и тканях (примерно 4 МПК - минимальная подавляющая концентрация, определенная методом серийных разведений);

Длительность приема химиопрепаратов должна составлять, как минимум, 4-5 дней в целях профилактики формирования устойчивости возбудителя к данному препарату, а также формирования бактерионосительства (при дерматомикозе, кандидозе и трихомониазе влагалища с целью предупреждения рецидивов лечение продолжают в течение 2-4 недель после исчезновения симптомов заболевания);

Химиотерапию желательно дополнить применением средств, способствующих повышению активности защитных механизмов макроорганизма - принцип иммунохимиотерапии;

Весьма эффективны при проведении химиотерапии комбинации препаратов с различными механизмами и спектром действия (в настоящее время в гинекологической практике в России широко используется для местного лечения вагинитов неясной этиологии препарат полижинакс, представляющий собой комбинацию неомицина, полимиксина и нистатина);

При эмпирической терапии, т. е. при неизвестной чувствительности возбудителей, желательно комбинировать препараты с взаимодополняющим спектром действия - для расширения спектра действия фторхинолонов на анаэробы и простейшие во многих случаях рекомендуется их комбинация с метронидазо-лом (трихополом), обладающим бактерицидным действием по отношению к этим микроорганизмам.

При комбинированном применении препаратов необходимо учитывать несколько факторов:

Лекарственную совместимость предполагаемых к совместному использованию химиопрепаратов. Например, совместное назначение тетрациклинов с пенициллинами противопоказано, так как тетрациклины уменьшают бактерицидное действие пе-нициллинов;

Возможность того, что препараты, содержащие одно и то же вещество в качестве активного действующего начала, могут носить различные торговые названия, так как выпускаются разными фирмами, и могут быть дженериками (препаратами, производимыми по лицензии с оригинала) одного и того же химиопрепарата. Например, комбинированный препарат из сульфаниламидов и триметоприма - котримоксазол - в странах СНГ больше известен как бисептол или бактрим; а один из фторхинолонов - ципрофлоксацин - известен в СНГ и широко применяется в практике как ципробай, цифран, квинтор, неоф-локсацин;

Комбинированное применение антибиотиков повышает риск развития дисбаланса нормальной микрофлоры.

Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (ТБ МЛУ) - дело рук человеческих. Он возникает если пациент, лечащийся от обычной формы туберкулеза, принимает неполный комплект антибиотиков или прерывает курс лечения раньше положенного времени. За последние несколько лет в России из-за систематической нехватки лекарств практически каждый больной туберкулезом не смог пройти должный курс лечения. Возникнув однажды, ТБ МЛУ распространяется так же, как и обычный туберкулез - воздушным путем. Заразившись лекарственно-устойчивым туберкулезом больной развивает эту же форму болезни.

ТБ МЛУ не поддается лечению большинством известных лекарственных средств. Эта форма болезни лечится путем длительного приема более сильных (и дорогостоящих) лекарств, так называемых препаратов второго ряда. Для сравнения: лечение одного больного с обычной формой ТБ обходится в 50 долларов, лечение же ТБ МЛУ будет стоить намного дороже - порядка 5-10 тысяч долларов, что с современных российских условиях является совершенно нереальной суммой. Но даже при правильном лечении ТБ МЛУ не всем больным удается помочь.

Рассадником ТБ МЛУ являются российские тюрьмы. В результате неправильного лечения туберкулеза и переполненности тюрем пенитенциарная система превратилась в машину по производству лекарственной устойчивости. В России насчитывается более миллиона заключенных. Около 10% из этого числа находится в активной стадии туберкулеза и примерно у одной трети из них уже выработалась устойчивость к наиболее распространенным антибиотикам. В целом в России и бывших советских республиках насчитывается не менее 50,000 больных в активной стадии МЛУ ТБ. За пределами тюрем число случаев ТБ МЛУ в активной стадии доходит до 25,000.

Суммарная цифра 100,000 случаев ТБ МЛУ - это лишь верхушка айсберга. Из каждых двадцати человек, зараженных ТБ, лишь у одного болезнь переходит в активную форму, а остальные 19 становятся носителями возбудителя в скрытой (латентной) форме. В продолжение их жизни есть 5%-й шанс, что со временем болезнь перейдет в активную форму. Однако, если иммунная система носителя латентной инфекции разрушается под воздействием ВИЧ, то шанс развития активной формы туберкулеза у такого человека возрастает почти до 100%.

Каждый год в России за решетку попадает 300,000 человек и столько же освобождается, проведя несколько лет в местах заключения. Каждый, кто попадает в тюрьму, входит в контакт в инфекцией. Почто каждый освобождающийся является носителем микобактерии туберкулеза, а 30,000 человек имеют туберкулез в активной форме. Примерно 10,000 из них заражены ТБ МЛУ. Потенциально каждый из них может заражать до 20 человек в год. Можно предположить, что к 2010-му году по российским улицам будет разгуливать по крайней мере 2,5 миллиона человек, зараженных ТБ МЛУ.

Один из путей решения проблемы эпидемии ТБ МЛУ - уничтожать болезнь в месте ее зарождения, т.е. в российских тюрьмах. На это и направлены программы международных медицинских организаций, работающих в России (Нью-йоркский институт здравоохранения, «Врачи без границ», MERLIN).

Лекарственная устойчивость как биологическая и клиническая проблема

Лекарственная устойчивость злокачественных новообразований - одна из основных причин их клинического прогрессирования. Именно это свойство раковых клеток обусловливает трудность лечения онкологических больных: опухоль нечувствительна к химиотерапии независимо от комбинации применяемых лекарств. Если при этом исчерпаны возможности других видов специального лечения - хирургического и лучевого - болезнь вступает в терминальную стадию. Несмотря на значительные достижения современной фармакологии, в том числе развитие технологий создания новых лекарств с ожидаемыми свойствами - успехи химиотерапии ограничены важнейшей биологической особенностью живых систем (в т.ч. раковых клеток) -способностью адаптироваться к изменениям внешней среды. Эта способность универсальна: ей обладают клетки любого тканевого происхождения и различной степени дифференцировки. Широкая распространенность и долговременный устойчивый характер адаптации клеток предполагают, что преодоление лекарственной устойчивости может быть связано не только с поиском более эффективных препаратов: нет лекарства, к которому клетки не были бы способны развивать устойчивость. Следует считать, что только выяснение общебиологических механизмов резистентности к различным видам стресса послужит основной для разработки стратегий ее преодоления - необходимого условия повышения эффективности лечения онкологических больных.

Лекарственная устойчивость - сложный механизм, от первично чувствительной опухоли к множественной резистентности.

Часто клетки оказываются устойчивыми к нескольким препаратам. Такая множественная лекарственная устойчивость (МЛУ) определяется как сохранение клетками жизнеспособности в ответ на воздействие различных лекарственных веществ. Различают два основных вида МЛУ, Первичная (т.е. наблюдающаяся до воздействия химиопрепаратов) МЛУ обусловлена тканеспецифической экспрессией механизмов резистентности. Следовательно, опухоли, происходящие из тканей, в которых экспрессированы механизмы защиты клетки от ксенобиотиков (в том числе противоопухолевых препаратов), могут сохранять эти признак при прогрессии, Вторичная (приобретенная) МЛУ возникает в клетках, подвергнутых стрессовым воздействиям. До этих воздействий механизмы защиты в таких клетках экспрессированы слабо или отсутствуют; выживая после обработки одним токсином, клетки приобретают резистентности ко многим веществам Закрепление механизмов МЛУ в поколениях таких клеток приведет к формированию новообразования, устойчивого к ряду лекарств.

Следовательно, важнейшая особенность феномена МЛУ - его долговременный и стабильный характер. Опухолевые клетки не только переживают лекарственное воздействие; их жизнедеятельность не нарушается. Они сохраняют признаки малигнизации; механизмы МЛУ наследуются в поколениях клеток. Таким образом, МЛУ - один из ключевых факторов прогрессии опухоли. Это свойство опухолевых клеток следует рассматривать как компонент широкого понятия «злокачественность».

Развитие МЛУ в первично чувствительных клетках: новые молекулярные механизмы

В докладе анализируются механизмы становления одного фенотипа МЛУ, именно, обусловленного активностью трансмембранного белка Р гликопротеина (Рgр), способного выводить из клетки многие агенты, в том числе лекарства. Понятно, что транспорт веществ из клетки ограничивает эффективность химиотерапии: концентрация лекарств в клетке снижается Особенно важно, что Pgp-рпосредованная МЛУ может развиваться в течение нескольких часов воздействия химиопрепаратов и сохранять в поколениях клеток, переживших однократную обработку токсином. Этот эффект имеет широкое значение: он выявляется во многих линиях опухолевых клеток при их обработке практически любыми препаратами, использующимися для терапии опухолей. Такое быстрое становление МЛУ объясняется тем, что кодирующий Рgр ген MDR 1 активируется многими стрессорными воздействиями.

Биологический механизм срочного развития Pgp-опосредованной МЛУ в ответ на противоопухолевые препараты - передача внутриклеточных сигналов и активация гена MDR 1. Нами показано, что данный феномен регулируют следующие системы: протеинкиназа С, митогенактивируемые протеинкиназы, внутриклеточный Са 2+, а также транскрипционные факторы NF каппа В, NF-Y и Sp1. Выявлены участки в промоторе гена MDR1, опосредующие его активацию Приведены первоначальные данные о роли хроматина в становлении Pgp-зависимой МЛУ, Широкая функциональная взаимозаменяемость путей передачи сигналов позволяет рассматривать развитие МЛУ в совокупности с другими механизмами резистентности; многочисленность активных участков в промоторе и вовлечение пост транскрипционных механизмов обусловливают дополнительные уровни регуляции клеточной защиты.

Возможности предотвращения развития МЛУ

Исследование молекулярных событий, опосредующих становление МЛУ, может способствовать разработке рациональных подходов к профилактике этого клинически неблагоприятного феномена. Нами установлено, что блокирование путей передачи MDR1- активирующих сигналов предотвращает развитие МЛУ в клетках, подвергшихся воздействию химиопрепаратов Представляются обоснованными испытания комбинаций ингибиторов стрессорных сигналов противоопухолевыми лекарствами для долговременного сохранения чувствительности опухолевых клеток к терапевтическим воздействиям.

Важно различать разные типы лекарственной устойчивости, так как различия имеют значение для лечения и профилактики. Лекарственную устойчивость можно условно разделить на три группы:
1) естественную лекарственную устойчивость у микробов, которые никогда не подвергались действию препаратов,
2) приобретенную лекарственную устойчивость в результате действия препаратов на микробы,
3) переносимую лекарственную устойчивость, при которой микробы, обязанные своей устойчивостью генетическим элементам, могут передать устойчивость чувствительным особям; перенос генетического материала, обладающего устойчивостью, может происходить с помощью бактериофага.

Естественная лекарственная устойчивость . Микробы могут быть естественно лекарственно устойчивыми, потому что они не зависят от какого-либо особого процесса метаболизма, который подвергается воздействию химиотерапевтического вещества, к которому они устойчивы. Иногда, это относится преимущественно к пенициллину и родственным с пим препаратам, некоторые виды, например Е. coli, могут быть устойчивы потому, что они производят энзим, пенициллиназу, который разрушает соответствующий антибиотик.

Естественная устойчивость может ограничиваться отдельными штаммами внутри вида. Наиболее яркий пример - стафилококки, среди которых наблюдалось увеличение числа штаммов, устойчивых к пенициллину в связи с образованием пенициллиназы. Распространение лекарственноустойчивых штаммов или видов в какой-либо среде, например, больнице, зависит от предшествующего применения препаратов в этой среде. Когда был впервые открыт пенициллин, естественно устойчивые к пенициллину штаммы стафилококков встречались чрезвычайно редко. Повторные исследования после применения пенициллина показывают постепенное повышение процента производящих пенициллиназу штаммов, выделенных в отдельных больницах. Эти штаммы другого фаготипа, чем исходные чувствительные штаммы, что указывает на приобретение биологических преимуществ пенициллиноустойчивыми штаммами по сравнению с чувствительными к пенициллину, которые постепенно ликвидируются в больничной (или какой-либо другой) среде.

По этой причине очень важно такие препараты, как клоксациллин, держать в резерве и применять только тогда, когда какой-либо штамм стафилококков окажется устойчивым к обычным антибиотикам, или в безнадежных случаях, когда нельзя ждать результатов определения устойчивости, - но только до получения этих результатов. Если можно, такого больного надо изолировать при лечении для уменьшения риска попадания устойчивых штаммов из окружающей среды. Уничтожение патогенных бактерий в мокроте или других выделениях создает экологический вакуум, заполняющийся безвредными или «вредоносными» микроорганизмами, которые могут стать устойчивыми к препаратам, получаемым больным. Это объясняет растущую проблему инфицирования штаммами, устойчивыми к обычным антибиотикам, такими, как Proteus и Pseudomonas руосуапеа.

Приобретенная лекарственная устойчивость . Приобретенная лекарственная устойчивость связана с действием препарата на штаммы бактерий. В прошлом были противоречия в объяснении того, связана ли устойчивость с усилением роста устойчивых мутантов естественного происхождения или адаптацией штамма к препарату. Теперь считают, что скорее имеет место первый процесс .

Химиотерапевтические препараты можно условно разделить на две группы: в отношении первой группы устойчивость развивается очень быстро, в отношении второй - сравнительно медленно .

В случае медленно развивающейся устойчивости, если бактерии повторно субкультивировать при повышении концентрации препарата, начиная в каждом случае с пробирки с наибольшим ростом, степень устойчивости может медленно повышаться. Это медленное постепенное повышение связано, вероятно, с мутацией ряда генов, каждый из которых обусловливает легкое повышение устойчивости. В случае применения пенициллина некоторые микробы, например, пневмококки, которые становятся устойчивыми таким путем, могут утратить свою патогенность, но это не относится ко всем видам микробов. Приобретенная лекарственная устойчивость такого типа встречается сравнительно редко у отдельных больных, хотя она может постепенно принять массовый характер, если препарат применяют широко.

При повторении этого опыта in vitro с некоторыми другими препаратами, такими, как стрептомицин, можно получить высокую степень устойчивости, даже в первых субкультурах. Такая быстро развивающаяся приобретенная устойчивость, вероятно, связана с мутацией более мощных генов, которым свойственна значительная степень устойчивости . Этот тип устойчивости имеет большое клиническое значение и всегда потенциально угрожает больным, которым дают такие препараты. Ставшие устойчивыми таким путем штаммы в общем нелегко становятся снова чувствительными. Такая реверсия чаще происходит при применении эритромицина, чем других препаратов.

Антибиотики, используемые для лечения заболеваний органов дыхания, можно условно разделить следующим образом:

Следует отметить, что большинство препаратов, используемых для лечения туберкулеза, принадлежит к группе, к которой быстро развивается устойчивость, по то же явление наблюдается, если их применяют для лечения других инфекций. Быстро развивающаяся устойчивость может быть предупреждена применением комбинации двух и более препаратов. Это относится, например, к комбинированному применению стрептомицина и изониазида при туберкулезе.

В большой популяции микобактерий туберкулеза примерно одна на миллион микобактерий относится к естественно устойчивым к изониазиду мутантам. Изониазид уничтожает чувствительные к изониазиду микобактерии, составляющие подавляющее большинство популяции. Устойчивые микобактерии, на которые препарат не подействовал, обладают биологическим преимуществом, и если величина исходной популяции была достаточно велика, а защитные приспособления больного слабы, они могут размножаться и замещать исходную чувствительную популяцию. Более того, эти микобактерии могут затем быть переданы другому больному, у которого обнаружат устойчивые микобактерии, несмотря на то, что он никогда не получал препаратов («первичная» лекарственная устойчивость).

В исходной популяции впервые заболевшего примерно 1 на 107 микобактерий относится к мутантам, естественно устойчивым к стрептомицину. Если назначается только стрептомицин, потребуется точно такое же время, чтобы произошло то же, что и при применении изониазида. Но если применять оба препарата вместе, они действуют на подавляющее большинство микобактерий, чувствительных к обоим препаратам; фактически оба препарата, вероятно, действуют синергически. Однако более важно, что изониазидоустойчивые мутанты уничтожаются стрептомицином, а стрептомициноустойчивые - изониазидом. Хотя остается теоретический риск, что малая часть мутантов (1 из 103) может быть устойчивой к обоим препаратам, у больного должна быть очень большая популяция микобактерий, чтобы таких устойчивых было много. Вероятно, почти у всех, если не у всех больных, мутанты с двойной устойчивостью так редки, что их уничтожают защитные приспособления организма, так как лекарственная устойчивость фактически никогда не развивается, если оба препарата применяются в правильной комбинации при исходной чувствительной популяции.

Конечно, если два препарата применять последовательно, а не одновременно, популяция может стать устойчивой сначала к первому, затем ко второму препарату.

Если препараты применять в несоответствующей комбинации, например, стрептомицин дважды в неделю, а изониазид ежедневно, у изониазидоустойчивых мутантов есть время для размножения в период, когда на них не действует соответствующая концентрация стрептомицина. Хотя устойчивость и не развивается у столь же большой части больных, как при применении одного изониазида, такая комбинация приводит в результате к ощутимому числу неудач лечения с развитием сначала устойчивости микобактерий к изониазиду, а позднее к стрептомицину. Так как вначале устойчивые мутанты до некоторой степени подавляются, устойчивость развивается позже, чем когда применяется один препарат.

Микобактерии туберкулеза - это сравнительно медленно растущие бактерии, и даже когда применяется один препарат, устойчивые штаммы проявляются клинически через 6-8 недель после начала лечения, хотя могут и через 2 недели, или, при применении неадекватных комбинаций препаратов, только через несколько месяцев. Но при быстро растущих микробах, таких, как чувствительные вначале к стрептомицину грамотрицательные, лекарственная устойчивость может развиться в 24 и 48 часов при применении только стрептомицина. Клинически самое важное, если применяется какой-либо препарат, к которому быстро развивается устойчивость, чтобы его применяли со вторым препаратом, к которому микроорганизмы чувствительны или возможно чувствительны, чтобы предупредить развитие устойчивости.

Переносимая устойчивость . Об этом явлении, которое назвали «инфицирующей» лекарственной устойчивостью, сообщили сравнительно недавно, вначале японские исследователи . Было найдено, что у животных и человека генетические элементы, способствующие лекарственной устойчивости, часто множественной, могут быть перенесены от клеток устойчивых особей штамма непатогенных бактерий (например, Е. coli) к другим видам ранее чувствительных патогенных грамотрицательных бактерий, например, Salmonella (см. обзор Datta ). Устойчивые непатогенные особи могут вначале приобрести устойчивость от другого устойчивого и патогенного штамма. Механизм с биологической точки зрения увлекателен, но здесь не может быть описан.

Пути передачи устойчивости . Устойчивость может передаваться от устойчивого штамма чувствительному через бактериофаг, который передает генетическое вещество обычно экстрахромосомно от одного микроба другому. Образование пенициллиназы и других форм устойчивости может сравниваться таким путем. Явление изучалось главным образом на стафилококках как in vitro , так и на экспериментальных животных . Его клиническое значение в настоящее время неясно, но представляется вероятным, что оно объяснит увеличивающееся распространение пенициллиноустойчивых стафилококков в больницах.

Перекрестная устойчивость к препаратам . Под «перекрестной устойчивостью» понимается, что если штамм устойчив к одному препарату, он устойчив и к другому. Перекрестная устойчивость к препаратам, применяемым обычно при заболеваниях органов дыхания, может быть подытожена следующим образом:
1) Тетрациклины. Существует полная перекрестная устойчивость ко всем видам тетрациклинов.

2) Тетрациклины и хлорамфеникол. Может быть для грамотрицательных микробов, но необычна для грамположительных.

3) Метициллин, клоксациллин и цефалоридин. Существует полная перекрестная устойчивость между метициллином и клоксациллином. Это наиболее важные резервные препараты для лечения инфекций, вызываемых стафилококками, устойчивыми к обычным препаратам, так что, с нашей точки зрения, их следует держать в резерве и применять только по специальным показаниям.

4) Эритромицин, олеандомицин, карбомицин, спирамицин и линкомицин. Перекрестная устойчивость между разными из них сравнительно обычна in vitro, но менее часто устанавливается в клинике.

5) Эритромицин и хлорамфеникол. Полагают, что у стафилококков иногда имеет место перекрестная устойчивость к этим препаратам.

6) Капамицин, неомицин, фрамицетин, паромомицин, гентамицин. Перекрестная устойчивость между этими препаратами частая. Считают, что микробы, устойчивые к ним, устойчивы также и к стрептомицину, но не наоборот. Перекрестная устойчивость в этой группе главным образом доказана in vitro и не обязательно развивается в клинике.

7) Этионамид и тиоацетазон. Перекрестная устойчивость к этим препаратам может иметь место.

Одной из наиболее актуальных проблем в лечении инфекционных заболеваний является устойчивость бактерий к определенным группам медикаментов. В современной медицине различают естественную и приобретенную устойчивость (резистентность):

1. Приобретенная лекарственная устойчивость – развивается как результат приобретения микробом новых свойств либо потеря старых под действием различных факторов окружающей среды, в том числе благодаря дезинфектантам.
2. Естественная (или природная) лекарственная устойчивость – является врожденным свойством определенной бактерии.

Большая часть бактерий обладает более выраженной изменчивостью, нежели у представителей высшего класса, что объясняется коротким сроком развития и другими аспектами внешней среды. Благодаря внешним дезинфектантам может провоцироваться образование спор, которые практически неуязвимы для воздействия. Появление спор – это способ выживания для бактерий, которые попали в неблагоприятные условия. С помощью спор бактерия может пережить этот период и дождаться более подходящих для жизни условий.

Довольно давно установлено, что микробы могут формировать устойчивость к дезинфектантам. Бактериальная устойчивость к дезинфектантам представляет собой свойство микробов, которое заключается в способности их к размножению и росту в условиях прикосновения к дезинфектантам определенных концентраций. Выделяют естественную и приобретенную бактериальную устойчивость к внешним дезинфектантам.

Известны разнообразные методики исследования микробной устойчивости к дезинфектантам. Наиболее известна методика выяснения устойчивости к дезинфектантам Красильникова А.П., Гудковой Е.И. Подобные методики обеспечивают не только оценку большей части дезинфицирующих средств, но и антибактериальной активности, присущей тем или иным внешним дезинфектантам. Одной из наиболее распространенных является устойчивость бактерий к химическим веществам группы аммониевых соединений.

Для проведения исследования на выявление устойчивости к дезинфектантам применяют чистые бактериальные культуры.

Антибактериальная терапия

Обширное использование антибактериальных препаратов в практической медицине, а также ветеринарии способствовало распространению устойчивых к антибиотикам бактериальных клеток. Как результат, устойчивые бактерии делятся на:

• резистентные (устойчивые) к одному препарату бактерии;
• одновременно резистентные микроорганизмы к лекарствам нескольких фармакологических групп (множественная устойчивость).

Первая группа микроорганизмов может объединять резистентные к нескольким антибиотикам штаммы. В данном случае имеется в виду наличие близкого по химической природе состава. Так, микробы, устойчивые к рифампицину, обладают резистентностью к стрептоварицину, так как этим антибиотикам присущий общий механизм воздействия – угнетение функциональности РНК-полимеразы. Лекарственная устойчивость к стрептомицину свидетельствует также о резистентности к таким антибиотикам, как неомицин, дигидрострептомицин.

Основной механизм формирования вторичной устойчивости микроба к антибиотикам заключается в появлении генов резистентности, которые переносятся плазмидами и транспозонами. Различают следующие механизмы биохимической устойчивости к антибиотикам:

• перестройка в структуре мишени воздействия;
• инактивация антибактериального препарата;
• активное освобождение бактериальной клетки от антибиотика;
• изменение проницаемости наружных структур бактерии;
• образование «шунта» метаболизма.

Нарушение структуры мишени воздействия подразумевает изменение структуры ферментов, которые стимулируют выработку пептидогликана. Лекарственная резистентность к внешним антибиотикам, имеющим разное происхождение, развивается вследствие невозможности распознавания медикаментами мишеней.

Инактивация антибактериального препарата происходит в результате нарушения фактора β-лактамного кольца. Основной механизм резистентности к аминогликозидам – ферментативная модификационная инактивация этого фактора. Плазмиды микробов содержат в своем составе гены, способные стимулировать ацетилирование либо фосфорилирование антибиотика. Вторичная лекарственная устойчивость микроорганизмов к антибактериальным лекарствам (цефалоспоринам и пенициллинам) связана синтезом бета-лактамаз – это ферментные вещества, которые разрушающе действуют на активность фактора β-лактамного кольца.

Выделяют 2 типа бета-лактамаз – цефалоспориназы и пенициллазы, однако каждый из них активен по отношению к антибиотикам обеих групп, так как направлен на область фактора β-лактамного кольца.

Активное освобождение микробной клетки от антибиотика осуществляется специальными транспортными системами цитоплазматической мембраны, и антибактериальные препараты не достигают цели.

Изменение проницаемости наружных структур для различных веществ определяется мутацией, в результате чего теряется способность к транспорту веществ через стенку бактерии. Образование метаболического «шунта» объясняется приобретением генов, которые позволяют образовывать «обходные» пути метаболизма для образования ферментов нечувствительных к антибиотикам.

Температура и ее влияние на микробы

Важную роль в жизнедеятельности бактерий имеет регуляция температуры, которая зависит от условий окружающей среды. Под действием температуры окружающей среды изменяется не только скорость протекания химических реакций, но и развивается перестройка структуры протеинов, воды, регулируется перемещение фазовых жиров.

Как правило, активность бактерий и их жизнедеятельность наиболее оптимальны при температуре 0-60°С. Нижняя граница жизненной температуры для бактерий обусловлена кристаллизацией воды при нулевом значении показателя температуры окружающей среды. Верхняя граница обусловлена разрушением белковых структур при воздействии высокой температуры. В зависимости от устойчивости к различной температуре окружающей среды различают следующие типы бактериальных клеток:

1. Мезофильные – большая часть известных бактерий, оптимальные значения температуры для их жизнедеятельности составляют +3-50°С. Наиболее известный представитель – E. Coli.
2. Психрофильные – рост таких микроорганизмов возможен при температуре от –10 до 20°С. Среди них выделяют облигатные (не растут при температуре 20°С и выше), факультативные (верхняя граница значений жизненной температуры может быть выше).
3. Термофильные – подразделяются на несколько групп: термотолерантные – растут при температуре 10-60°С; факультативные – температуре от 40 до 70°С; экстремальные – температуре от 60 до 110°С.

Известны случаи обнаружения микроорганизмов при температуре воды 250-300°С. Существуют также эндотермные (образуют тепловую энергию сами) и эктотермные организмы, температура которых связана со значениями температуры окружающей среды.

Термоустойчивость (или терморезистентность) – свойство микроба, которое заключается в его способности сохранять свою жизнедеятельность во время продолжительного нагревания при температуре окружающей среды выше допустимого максимума для конкретного типа бактерии. Наиболее устойчивы к высокой температуре окружающей среды формы бактерий в виде спор.

Нормальные виды бактерий характеризуются наличием антагонистического действия. Такая активность препятствует разрушающему эффекту. Это относится к следующим факторам:

• гуморальной системе,
• клеточным факторам защиты.

Фагоцитоз – это механизм защиты бактериальной клетки от чужеродных объектов, который реализуется благодаря разным мутациям и фагоцитам. Данный процесс реализуется благодаря нейтрофилам (фагоцитам), которые выполняют защитные функции по отношению к чужеродным бактериям и веществам. К фагоцитам относятся макрофаги и микрофаги.

Фагоцитам свойственны три основные функции: защитная, секреторная, представляющая (отвечающая за иммунитет). Благодаря фагоцитам и соответствующим факторам среды образуется стойкий иммунитет против многих заболеваний.

Отдельное место отводится бактериофагам, которые представляют собой вирусы, избирательно повреждающие бактериальные клетки. К бактериофагам в медицине обращаются как к альтернативному методу лечения антибиотиками. Микробы, которые имеют устойчивость к антибиотикам, не имеют стойкости к бактериофагам. Особенно хорошо поддаются бактериофагам микробы, имеющие полисахаридную мембрану, которая защищает их от антибиотиков.

Аэробные спорообразующие микробы

Одними из наиболее устойчивых бактерий к различным факторам окружающей среды являются микроорганизмы, обладающие способностью к образованию спор. Способность бактерий к образованию спор широко применяется в промышленности для производства ферментов, органических кислот, антибиотиков и других веществ . Встречаются и патогенные для человека типы спор, такие как сибиреязвенная бацилла.

Образование спор некоторых бактерий является основной проблемой в консервном производстве, консервации крови, пищевых и сельскохозяйственных продуктов. Распространенность спор в природе довольно широка, так как такие бактерии обнаруживаются повсеместно. Способность к образованию спор – один из уникальных механизмов устойчивости микробов к различным повреждающим действиям окружающего мира.