Les bactéries se trouvent partout dans le monde, des déserts arides aux cavernes humides et aux forêts sombres. Ils peuvent s'adapter à de nombreux environnements et se trouvent en nombre particulièrement élevé dans et autour de nombreux animaux, y compris les humains. La plupart de ces bactéries sont inoffensives, mais il existe de nombreux types différents et un grand nombre de chaque type.
Beaucoup bactéries se trouvent dans des endroits tels que la peau humaine et dans le système digestif humain. Ces bactéries aident à garder la peau lisse et souple, et les bactéries intestinales aident les humains à digérer leur nourriture. Voici les bactéries bénéfiques qui ont évolué avec les humains et remplissent diverses fonctions pour le corps humain.
Qu'est-ce que les bactéries nocives causent?
Alors que la plupart des bactéries ne causent aucun problème, quelques-unes sont nocives et peuvent causer diverses maladies infectieuses. Maladies bactériennes comme la pneumonie était autrefois une menace sérieuse et causait souvent la mort. En plus des maladies, les bactéries peuvent également provoquer des infections de coupures, de plaies et dans toute autre situation dans laquelle les bactéries peuvent pénétrer dans le corps par une rupture de la peau.
Infections étaient autrefois un problème grave et les gens pouvaient perdre des membres ou mourir. Les maladies et infections bactériennes sont devenues beaucoup moins mortelles avec la découverte du premier antibiotique, la pénicilline, en 1928.
Comment les antibiotiques sont-ils utilisés ?
Les antibiotiques sont devenus d'usage courant dans les années 1940. En plus de pénicilline, de nombreux autres antibiotiques ont été découverts. Ils ont le même effet antibactérien que la pénicilline mais agissent de différentes manières.
Aujourd'hui, les antibiotiques sont largement utilisés pour soigner les maladies et les infections bactériennes, mais aussi pour prévenir les maladies chez les animaux d'élevage. Leur utilisation dans les soins de santé humains et l'agriculture a conduit les bactéries à développer des souches de bactéries résistantes qui provoquent des infections résistantes aux antibiotiques.
Les antibiotiques ne sont pas efficaces contre ces bactéries, et lorsque les humains et les animaux tombent malades à cause de souches de bactéries résistantes, leur guérison devient de plus en plus difficile. À l'heure actuelle, certaines bactéries sont devenues résistantes à certains antibiotiques, mais il existe quelques souches de bactéries résistantes aux antibiotiques qui ne répondent pas au traitement avec un médicament antimicrobien.
Le traitement des maladies infectieuses et le contrôle des maladies en général deviennent un problème sérieux si de telles bactéries résistantes aux médicaments deviennent courantes.
Que sont exactement les antibiotiques ?
Les antibiotiques sont des médicaments qui guérissent les infections bactériennes. Ils agissent en empêchant les bactéries de se multiplier ou en les tuant. Certains antibiotiques n'agissent que contre certains types de bactéries, mais antibiotiques à large spectre empêcher la croissance de nombreux types de bactéries.
Pour le développement de nouveaux antibiotiques, les scientifiques testent de nombreuses substances différentes pour leur capacité à contrôler la croissance bactérienne et leurs effets secondaires chez l'homme. Certaines substances tuent les bactéries mais ne sont pas sûres à utiliser. Le processus de test et d'approbation est si long que seuls quelques antibiotiques sont couramment utilisés.
Comment fonctionnent les antibiotiques ?
Les antibiotiques perturbent une partie de la cycle de vie des bactéries pour que les bactéries meurent et que l'infection disparaisse. La pénicilline et d'autres antibiotiques précoces ont attaqué la capacité d'une bactérie à construire et à réparer son paroi cellulaire. Contrairement aux cellules humaines présentes à l'intérieur du corps, les bactéries doivent pouvoir exister dans un environnement ouvert et ont besoin d'une paroi cellulaire pour les protéger et garder la cellule intacte.
L'antibiotique de type pénicilline empêche la cellule bactérienne de lier les molécules entre elles pour former sa paroi. Quand le paroi cellulaire se détériore, la bactérie éclate et meurt.
D'autres antibiotiques qui tuent les bactéries attaquent la capacité des bactéries à produire des protéines dans leur ribosomes. Étant donné que les cellules ont besoin de protéines pour fonctionner, les bactéries qui sont empêchées de fabriquer des protéines ne peuvent pas survivre.
•••Dana Chen | Sciences
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Un autre type d'antibiotique empêche la bactéries de se reproduire. Les bactéries se multiplient en faisant une copie de l'ADN dans la cellule, puis en se divisant. Les antibiotiques perturber l'ADN processus de copie en brisant les brins d'ADN en morceaux et en empêchant la cellule de faire des réparations.
Sans copie d'ADN, la bactérie ne peut pas se diviser, ou si elle se divise, les cellules filles ne peuvent pas survivre. En utilisant ces types d'antibiotiques, les professionnels de la santé ont pu guérir les infections et les maladies bactériennes rapidement et facilement jusqu'à présent.
Qu'est-ce que la résistance aux antibiotiques?
La résistance aux antibiotiques est le développement de mécanismes bactériens qui neutralisent les effets perturbateurs des antibiotiques. En conséquence, les antibiotiques qui guérissaient des maladies spécifiques en empêchant la croissance des bactéries associées ne fonctionnent plus. Une telle résistance aux médicaments devient courante à mesure que de plus en plus de bactéries changent.
Même lorsque seules quelques bactéries sont résistantes à l'antibiotique utilisé, les bactéries non résistantes sont tuées tandis que les autres se multiplient pour continuer à provoquer la maladie. Lorsque cela se produit à plusieurs reprises, le bactéries résistantes deviennent plus fréquents, et plus de cas d'échec antibiotique se produisent.
C'est la situation actuelle. Si la tendance se poursuit, la plupart des bactéries finiront par devenir résistantes et les antibiotiques ne seront plus efficaces pour le contrôle et la prévention des maladies.
Par exemple, plusieurs types de bactéries provoquent une pneumonie et le type d'antibiotique qui se décompose brins d'ADN bactérien pour empêcher les bactéries de se diviser est souvent utilisé pour contrôler et guérir la maladie. Pour les bactéries résistantes aux antibiotiques, ces antibiotiques ne peuvent plus briser les brins d'ADN.
Comment les bactéries empêchent-elles les antibiotiques de fonctionner ?
Les bactéries ont développé des stratégies spéciales pour contrer les effets des antibiotiques. Quelque cellules bactériennes ont changé leur paroi cellulaire pour empêcher l'antibiotique d'entrer. D'autres pompent l'antibiotique avant qu'il ne puisse causer des dommages. D'autres encore attaquent et changent l'antibiotique pour qu'il ne fonctionne plus.
Fondamentalement, les bactéries individuelles ont essayé toutes sortes de stratégies pour survivre, et certaines ont découvert que des mécanismes comme ceux-ci fonctionnent pour les rendre résistant à des antibiotiques spécifiques. Les bactéries peuvent incorporer plusieurs de ces méthodes pour cibler des antibiotiques qui fonctionnent de différentes manières.
Certaines bactéries utilisent plusieurs de ces méthodes et sont résistantes à presque tous les antibiotiques.
Comment les bactéries résistantes se propagent-elles ?
Une fois qu'une bactérie a développé un mécanisme de résistance, elle survit à l'antibiotique tandis que toutes les autres bactéries meurent. Le processus de guérison des maladies par les antibiotiques entraîne une très forte pression de sélection en faveur de la résistance aux antibiotiques. Seules les cellules résistantes survivent. Ils peuvent alors se multiplier rapidement et propager la résistance.
Cela signifie que les bactéries résistantes sont automatiquement sélectionnées pour devenir plus courantes. Si le patient ou l'animal malade meurt ou lorsque ses déchets corporels sont jetés, ces bactéries résistantes sont libérées dans l'environnement où elles peuvent transmettre les gènes résistants à d'autres bactéries.
Comment les bactéries développent-elles une résistance ?
Une façon pour les bactéries de développer des mécanismes pour vaincre les antibiotiques est de mutations aléatoires. Bien qu'une telle mutation puisse avoir lieu dans une seule cellule bactérienne, la forte pression de sélection permet à la mutation résistante de se propager rapidement. Les bactéries résistantes sont celles qui survivent et se multiplient et qui partagent ensuite les nouveaux gènes résistants.
Lorsqu'un antibiotique est utilisé à faible dose pendant une période prolongée, les bactéries ont beaucoup de temps pour muter et pour qu'une mutation se propage. Plus un antibiotique est utilisé longtemps dans une certaine situation, plus il y a de chances que des mutations et une résistance bactérienne se développent.
Ce qui contribue à la résistance aux antibiotiques
Alors que les mutations génétiques aléatoires sont à l'origine de la résistance aux antibiotiques, d'autres facteurs doivent être présents et contribuer à faire de la résistance bactérienne un problème grave.
Cycles incomplets de traitement antibiotique et utilisation d'antibiotiques à long terme peut contribuer au développement de cellules résistantes. Une fois qu'une cellule bactérienne a la mutation résistante, reproduction asexuée la division et la multiplication des cellules bactériennes peuvent augmenter très rapidement le nombre de bactéries résistantes.
En plus de se multiplier par division cellulaire, les bactéries ont un autre mécanisme de propagation des gènes mutants et résistants. Transfert horizontal de gènes place des copies de fragments d'ADN, y compris éventuellement des gènes résistants, dans de nouvelles cellules.
Des fragments d'ADN sous forme de plasmides peuvent exister à l'extérieur des cellules et peuvent pénétrer dans de nouvelles cellules, transférant des segments d'ADN et des gènes sans reproduction. Cela signifie que les gènes résistants peuvent sauter entre les espèces ou les types de bactéries tant qu'ils sont à proximité.
Parce qu'un traitement avec des antibiotiques doit fondamentalement tuer toutes les cellules bactériennes pathogènes pour être sûr qu'aucune cellule résistante ne survit, il devient important que le traitement antibiotique chez l'homme soit toujours effectué pour achèvement.
En pratique, certaines bactéries non tuées par l'antibiotique peuvent être tuées par le système immunitaire naturel, mais lorsqu'un traitement le traitement antibiotique n'est pas terminé, et toutes les doses ne sont pas prises, le risque de survie d'une cellule bactérienne résistante augmente.
Comment l'utilisation d'antibiotiques à long terme est un problème
L'utilisation à long terme d'antibiotiques, par exemple dans les hôpitaux, peut augmenter la propagation des bactéries résistantes. L'utilisation à long terme crée une scène permanente pour une forte pression de sélection. Lorsqu'un traitement normal peut prendre deux semaines au cours desquelles une pression de sélection est appliquée et que les bactéries peuvent muter, l'utilisation à long terme est une opportunité continue de mutations aléatoires.
Une fois qu'une bactérie a développé une résistance aux antibiotiques, l'utilisation continue d'antibiotiques permet à la bactérie de se multiplier et de développer d'autres mécanismes résistants. L'abus d'antibiotiques a le même effet.
Chaque fois que l'utilisation d'antibiotiques est fréquente ou étalée sur une période prolongée, le risque de propagation de la résistance aux antibiotiques augmente. Cela est particulièrement vrai maintenant que les gènes résistants sont de plus en plus courants.
L'effet de l'utilisation d'antibiotiques à long terme en agriculture
Un facteur majeur dans le développement et la propagation de la résistance aux antibiotiques est l'utilisation de antibiotiques en agriculture.
Les animaux des troupeaux sont très sensibles aux maladies infectieuses, et les agriculteurs contrecarrent le risque en nourrissant les animaux avec de faibles niveaux d'antibiotiques pour les protéger. Cette utilisation constante d'antibiotiques se traduit par des conditions idéales pour le développement et la propagation de gènes mutants résistants.
Bien que certains des antibiotiques utilisés en agriculture ne soient pas utilisés chez l'homme, le transfert horizontal de gènes a permis à des gènes agricoles résistants d'apparaître dans les antibiotiques utilisés dans les traitements humains. À moins que l'utilisation d'antibiotiques ne soit considérablement réduite partout, y compris dans l'agriculture, de plus en plus de types d'antibiotiques perdront la majeure partie de leur efficacité.
Pourquoi la résistance aux antibiotiques est-elle un problème ?
Lorsque la résistance aux antibiotiques se propage, les antibiotiques actuellement utilisés deviennent moins efficaces. Les souches bactériennes causant la maladie chez des patients spécifiques peuvent avoir un degré variable de résistance à différents antibiotiques, et le traitement peut être retardé jusqu'à ce qu'un antibiotique efficace soit identifié.
Dans le pire des cas, aucun des antibiotiques disponibles ne fonctionne, et le propre du patient système immunitaire peut ne pas être en mesure de combattre les bactéries. Le patient devient une source de bactéries résistantes aux antibiotiques qui peuvent se propager dans tout l'hôpital.
Parce que les antibiotiques agissent en utilisant plusieurs moyens différents pour perturber les fonctions bactériennes, la plupart des bactéries se développent résistance à l'un de ces mécanismes, mais peut toujours être tué en utilisant d'autres antibiotiques qui fonctionnent différemment.
L'émergence de ce qu'on appelle "super bugs" est un problème sérieux car ils ont développé une résistance à tous les antibiotiques connus. Dans ces cas, seuls des antibiotiques entièrement nouveaux utilisant de nouvelles stratégies fonctionneront, mais ces nouveaux médicaments ne peuvent pas être développés rapidement.
À l'heure actuelle, les bactéries gagnent la course en développant une résistance aux antibiotiques existants plus rapidement qu'on n'en découvre de nouveaux. Si les tendances actuelles se poursuivent, le moment où aucun antibiotique n'agit contre certaines maladies courantes n'est pas loin. Les maladies qui se guérissent facilement aujourd'hui peuvent devenir mortelles.
Pourquoi les nouveaux antibiotiques ne peuvent pas résoudre le problème
Les antibiotiques attaquent le mode de fonctionnement des bactéries, en interférant par exemple avec la construction de la paroi cellulaire ou avec ADN. Il existe un nombre limité de manières d'attaquer les bactéries, et lorsque les attaques existantes ne fonctionnent plus, un tout nouveau type d'antibiotique est nécessaire qui utilise une toute nouvelle stratégie.
Il n'existe aucun antibiotique de ce type pour le moment, et ceux en cours de développement n'ont pas été approuvés comme sûrs ou efficaces. Les professionnels de la santé sont confrontés à un avenir où les antibiotiques ne fonctionnent que dans un nombre limité de cas.
Pourquoi nous devons réduire l'utilisation des antibiotiques
Outre le développement de nouveaux médicaments, une stratégie de limiter l'utilisation des antibiotiques aux cas où ils sont vraiment nécessaires pourrait aider à retarder le développement ultérieur de la résistance bactérienne. Souvent, lorsque les infections courantes ne sont pas graves et que le patient est en bonne santé, le système immunitaire peut prendre en charge et neutraliser les bactéries.
En agriculture, élever des animaux sains dans un environnement propre en utilisant des pratiques de réduction des maladies peut minimiser l'utilisation d'antibiotiques et réduire les opportunités de sélection et de propagation des bactéries. Les professionnels de la santé et les chercheurs utilisent une approche à deux volets. Limiter l'utilisation des antibiotiques en général et rechercher rapidement de nouveaux types d'antibiotiques est le meilleur moyen de garder tout le monde en bonne santé à l'avenir.