Bakterijų yra visame pasaulyje, nuo sausringų dykumų iki drėgnų urvų ir tamsių miškų. Jie gali prisitaikyti prie daugelio aplinkų ir jų yra daugybė gyvūnų ir aplink juos, įskaitant žmones. Dauguma šių bakterijų yra nekenksmingos, tačiau kiekvienos rūšies yra daugybė skirtingų rūšių ir didelis skaičius.
Daugelis bakterijos yra tokiose vietose kaip žmogaus oda ir žmogaus virškinimo sistemoje. Šios bakterijos padeda išlaikyti odą lygią ir elastingą, o žarnyno bakterijos - žmonėms virškinti savo maistą. Tai yra naudingos bakterijos kurie vystėsi kartu su žmonėmis ir atlieka įvairias žmogaus kūno funkcijas.
Ką gali sukelti kenksmingos bakterijos?
Nors dauguma bakterijų nesukelia jokių problemų, kelios yra kenksmingos ir gali sukelti įvairias infekcines ligas. Bakterinės ligos tokie kaip plaučių uždegimas anksčiau buvo rimta grėsmė ir dažnai sukeldavo mirtį. Be ligų, bakterijos taip pat gali sukelti įpjovimų, žaizdų infekcijas ir bet kokioje kitoje situacijoje, kai bakterijos gali patekti į kūną per odos pertrauką.
Infekcijos vienu metu buvo rimta problema ir žmonės galėjo prarasti galūnes arba mirti. Bakterinės ligos ir infekcijos tapo daug mažiau mirtinos, kai 1928 m. Buvo atrastas pirmasis antibiotikas - penicilinas.
Kaip naudojami antibiotikai?
Antibiotikai pradėjo plačiai naudotis 1940 m. Be to penicilinas, atrasta daugybė kitų antibiotikų vaistų. Jie turi tą patį bakterijų kovinį poveikį kaip ir penicilinas, tačiau veikia įvairiai.
Šiandien antibiotikai yra plačiai naudojami bakterinėms ligoms ir infekcijoms gydyti, taip pat siekiant užkirsti kelią ūkinių gyvūnų ligoms. Jų naudojimas žmonių sveikatos priežiūros ir žemės ūkio srityse paskatino bakterijas sukurti atsparias bakterijų padermes, sukeliančias antibiotikams atsparias infekcijas.
Antibiotikai nėra veiksmingi prieš tokias bakterijas, o žmonėms ir gyvūnams susirgus nuo atsparių bakterijų padermių, jų gydymas tampa vis sunkesnis. Šiuo metu kai kurios bakterijos tapo atsparios kai kuriems antibiotikams, tačiau yra keletas jų padermių antibiotikams atsparios bakterijos kurie nereaguoja į gydymą bet kokiais antimikrobiniais vaistais.
Infekcinių ligų gydymas ir apskritai ligų kontrolė tampa rimta problema, jei tokios vaistams atsparios bakterijos tampa įprastos.
Kas iš tikrųjų yra antibiotikai?
Antibiotikai yra vaistai, gydantys bakterines infekcijas. Jie veikia sustabdydami bakterijų dauginimąsi arba juos sunaikindami. Kai kurie antibiotikai veikia tik prieš kai kurias bakterijų rūšis, tačiau plataus spektro antibiotikai užkirsti kelią daugelio rūšių bakterijų dauginimuisi.
Siekdami sukurti naujus antibiotikus, mokslininkai išbando daug įvairių medžiagų, ar jos gali kontroliuoti bakterijų augimą ir ar žmonėms nėra šalutinio poveikio. Kai kurios medžiagos naikina bakterijas, tačiau jų naudoti nėra saugu. Testavimo ir patvirtinimo procesas yra toks ilgas, kad tik keli antibiotikai tampa įprastu.
Kaip veikia antibiotikai?
Antibiotikai sutrikdo tam tikrą šio vaisto dalį bakterijų gyvavimo ciklas kad bakterijos išnyktų ir infekcija išnyktų. Penicilinas ir kiti ankstyvieji antibiotikai užpuolė bakterijos gebėjimą ją sukurti ir atstatyti ląstelių sienelės. Skirtingai nuo žmogaus ląstelių, randamų organizmo viduje, bakterijos turi sugebėti egzistuoti atviroje aplinkoje, joms apsaugoti ir nepažeisti ląstelių reikia ląstelių sienelių.
Penicilino tipo antibiotikas blokuoja bakterijų ląstelę nuo molekulių sujungimo, kad susidarytų jos siena. Kai ląstelių sienelės pablogėja, bakterija sprogo ir žūva.
Kiti bakterijas naikinantys antibiotikai atakuoja bakterijų gebėjimą jose gaminti baltymus ribosomos. Kadangi ląstelėms funkcionuoti reikia baltymų, bakterijos, kurioms neleidžiama gaminti baltymų, negali išgyventi.
•••Dana Chen | Mokslo
•••Dana Chen | Mokslo
•••Dana Chen | Mokslo
Kita antibiotikų rūšis apsaugo nuo bakterijos nesidaugina. Bakterijos dauginasi pasidarydamos ląstelėje esančios DNR kopiją ir paskui suskaidydamos. Antibiotikai sutrikdyti DNR kopijavimo procesas, suskaidydamas DNR grandines į dalis ir neleisdamas ląstelei taisyti.
Be DNR kopijos bakterijos negali skilti arba, jei ji dalijasi, dukterinės ląstelės neišgyvena. Naudodami tokio tipo antibiotikus, sveikatos priežiūros specialistai iki šiol sugebėjo greitai ir lengvai išgydyti bakterines infekcijas ir ligas.
Kas yra atsparumas antibiotikams?
Atsparumas antibiotikams yra bakterijų mechanizmų, kurie panaikina trikdantį antibiotikų poveikį, kūrimas. Todėl antibiotikai, kurie anksčiau gydė specifines ligas, užkertant kelią susijusių bakterijų dauginimuisi, nebeveikia. Toks atsparumas vaistams tampa įprastas, nes keičiasi vis daugiau bakterijų.
Net kai tik kelios bakterijos yra atsparios naudojamam antibiotikui, neatsparios bakterijos sunaikinamos, o likusios dauginasi ir toliau sukelia ligą. Kai tai atsitinka pakartotinai, atsparios bakterijos tampa vis dažnesni, atsiranda daugiau antibiotikų nepakankamumo atvejų.
Tokia padėtis šiuo metu yra. Jei ši tendencija išliks, galiausiai dauguma bakterijų bus atsparios, o antibiotikai nebebus veiksmingi ligų kontrolei ir prevencijai.
Pavyzdžiui, kelių rūšių bakterijos sukelia plaučių uždegimą ir išsiskiriantį antibiotiką bakterijų DNR grandinės siekiant užkirsti kelią bakterijų skilimui, dažnai naudojama ligai kontroliuoti ir išgydyti. Antibiotikams atsparių bakterijų atveju šie antibiotikai nebegali skaidyti DNR grandinių.
Kaip bakterijos neleidžia antibiotikams veikti?
Bakterijos sukūrė specialias strategijas, skirtas neutralizuoti antibiotikų poveikį. Kai kurie bakterijų ląstelės pakeitė ląstelių sienelę, kad antibiotikas nepatektų. Kiti išpumpuoja antibiotiką, kol jis darys jokios žalos. Dar kiti puola ir keičia antibiotiką, todėl jis nebeveikia.
Iš esmės atskiros bakterijos išbandė įvairiausias išgyvenimo strategijas, o kai kurios pastebėjo, kad tokie mechanizmai jas sukuria atsparus specifiniams antibiotikams. Bakterijose gali būti keli iš šių metodų, kad būtų galima nukreipti skirtingai veikiančius antibiotikus.
Kai kurios bakterijos turi daug šių metodų ir yra atsparios beveik visiems antibiotikams.
Kaip plinta atsparios bakterijos?
Kai bakterija sukuria atsparumo mechanizmą, ji išgyvena antibiotiką o visos kitos bakterijos žūva. Ligos gydymo antibiotikais procesas sukelia labai stiprų atrankos spaudimą atsparumo antibiotikams naudai. Išgyvena tik atsparios ląstelės. Tada jie gali greitai daugintis ir skleisti pasipriešinimą.
Tai reiškia, kad atsparios bakterijos automatiškai parenkamos, kad jos taptų vis dažnesnės. Jei sergantis pacientas ar gyvūnas miršta arba kai pašalinamos jų kūno atliekos, šios atsparios bakterijos patenka į aplinką, kur jos gali paskleisti atsparius genus kitoms bakterijoms.
Kaip bakterijoms atsiranda atsparumas?
Vienas būdas yra bakterijos sukurti antibiotikų nugalėjimo mechanizmus atsitiktinės mutacijos. Nors tokia mutacija gali vykti tik vienoje bakterijų ląstelėje, stiprus selekcijos slėgis leidžia atspariai mutacijai greitai išplisti. Atsparios bakterijos yra tos, kurios išgyvena ir dauginasi, o paskui dalijasi naujais atspariais genais.
Kai antibiotikas ilgą laiką vartojamas mažu kiekiu, bakterijos turi daug laiko mutacijai ir mutacijai plisti. Kuo ilgiau tam tikroje situacijoje naudojamas antibiotikas, tuo didesnė tikimybė, kad atsiras mutacijų ir atsiras atsparumas bakterijoms.
Kas prisideda prie atsparumo antibiotikams
Nors atsitiktinės genetinės mutacijos yra pirminis atsparumo antibiotikams šaltinis, turi būti kitų veiksnių, kurie prisideda prie to, kad atsparumas bakterijoms tampa rimta problema.
Nebaigti gydymo antibiotikais kursai ir ilgalaikis antibiotikų vartojimas gali prisidėti prie atsparių ląstelių vystymosi. Kai tik bakterijų ląstelė turi atsparią mutaciją, greitai nelytinis dauginimasis dalijantis ir dauginantis bakterijų ląstelėms, labai greitai padidėja atsparių bakterijų skaičius.
Be dauginimosi skaidant ląsteles, bakterijos turi dar vieną mutantų ir atsparių genų plitimo mechanizmą. Horizontalus genų perkėlimas įdeda DNR fragmentų, galbūt ir atsparių genų, kopijas į naujas ląsteles.
DNR fragmentai plazmidžių pavidalu gali egzistuoti už ląstelių ribų ir gali patekti į naujas ląsteles, be reprodukcijos pernešdami DNR segmentus ir genus. Tai reiškia, kad atsparūs genai gali šokinėti tarp rūšių ar bakterijų, jei jie yra arti.
Kadangi gydymo antibiotikais kursas iš esmės turi užmušti visas ligas sukeliančias bakterijų ląsteles, kad būtų tikras kad neišgyvena nė viena atspari ląstelė, tampa svarbu, kad žmonėms visada būtų taikomas gydymas antibiotikais užbaigimas.
Praktiškai kai kurias bakterijas, kurias nesunaikino antibiotikas, gali sunaikinti natūrali imuninė sistema, tačiau kai jų yra gydymas antibiotikais nėra baigtas ir imamasi ne visų dozių, rizika išgyventi atspariai bakterinei ląstelei dideja.
Kaip problema yra ilgalaikis antibiotikų vartojimas
Ilgalaikis antibiotikų vartojimas, pavyzdžiui, ligoninėse, gali padidinti atsparių bakterijų plitimą. Ilgalaikis naudojimas sukuria nuolatinį stipraus etapą atrankos slėgis. Kai įprastas gydymo kursas gali trukti dvi savaites, per kurį daromas selekcijos slėgis ir bakterijos gali mutuoti, ilgalaikis vartojimas yra nuolatinė atsitiktinių mutacijų galimybė.
Kai bakterija turi atsparumą antibiotikams, nuolat vartojami antibiotikai leidžia bakterijai daugintis ir vystytis papildomai atsparūs mechanizmai. Pernelyg didelis antibiotikų vartojimas turi tą patį poveikį.
Kai antibiotikus vartojama dažnai arba jie plinta ilgesnį laiką, padidėja atsparumo antibiotikams plitimo rizika. Tai ypač aktualu dabar, kai atsparūs genai tampa vis dažnesni.
Ilgalaikio antibiotikų vartojimo poveikis žemės ūkiui
Pagrindinis atsparumo antibiotikams vystymosi ir plitimo veiksnys yra antibiotikai žemės ūkyje.
Bandos gyvūnai yra labai jautrūs infekcinėms ligoms, todėl ūkininkai kovoja su rizika šerdami gyvūnus mažu antibiotikų kiekiu, kad juos apsaugotų. Šis nuolatinis antibiotikų vartojimas sukuria idealias sąlygas atsparių mutantų genų vystymuisi ir plitimui.
Nors kai kurie žemės ūkyje naudojami antibiotikai žmonėms nėra naudojami, horizontalus genų perdavimas leido atspariems žemės ūkio genams atsirasti antibiotikams, naudojamiems gydant žmones. Jei antibiotikų vartojimas drastiškai nebus ribojamas visur, taip pat ir žemės ūkyje, vis daugiau antibiotikų rūšių praras didžiąją dalį savo veiksmingumo.
Kodėl atsparumas antibiotikams yra problema?
Kai atsparumas antibiotikams plinta, šiuo metu naudojami antibiotikai tampa mažiau veiksmingi. Konkrečių pacientų ligas sukeliančios bakterijų padermės gali turėti skirtingą atsparumą įvairiems antibiotikams, todėl gydymas gali būti atidėtas, kol bus nustatytas veiksmingas antibiotikas.
Blogiausiu atveju nė vienas iš turimų antibiotikų neveikia, ir pats pacientas Imuninė sistema gali nesugebėti atsikratyti bakterijų. Pacientas tampa antibiotikams atsparių bakterijų, kurios gali išplisti visoje ligoninėje, šaltiniu.
Kadangi antibiotikai veikia naudojant kelias skirtingas bakterijų funkcijų sutrikdymo priemones, dauguma bakterijų išsivysto atsparumas vienam iš šių mechanizmų, bet vis tiek gali būti užmuštas naudojant kitus skirtingai veikiančius antibiotikus.
Vadinamųjų "super klaidosyra rimta problema, nes jie sukūrė atsparumą visiems žinomiems antibiotikams. Tais atvejais veiks tik visiškai nauji antibiotikai, taikantys naujas strategijas, tačiau tokių naujų vaistų greitai sukurti negalima.
Šiuo metu bakterijos laimi lenktynes, nes atsparumas esamiems antibiotikams vystosi greičiau nei atrandami nauji. Jei dabartinės tendencijos tęsiasi, laikas, kai antibiotikas neveikia kai kurių įprastų ligų, nėra toli. Ligos, kurias šiandien lengva išgydyti, gali tapti mirtinomis.
Kodėl nauji antibiotikai negali išspręsti problemos
Antibiotikai puola bakterijų funkciją, pavyzdžiui, trukdo ląstelių sienelių statybai ar DNR. Yra ribotas bakterijų užpuolimo būdų skaičius, o kai esami išpuoliai nebeveikia, reikalingi visiškai naujo tipo antibiotikai, kuriuose naudojama visiškai nauja strategija.
Šiuo metu tokio antibiotiko nėra, o kuriantys vaistai nebuvo patvirtinti kaip saugūs ar veiksmingi. Sveikatos priežiūros specialistai laukia ateities, kurioje antibiotikai veikia tik a ribotas atvejų skaičius.
Kodėl turime sumažinti antibiotikų vartojimą
Be naujų vaistų kūrimo, strategija ribojant antibiotikų vartojimą atvejais, kai jų tikrai reikia, gali padėti atidėti tolesnį bakterijų atsparumo vystymąsi. Dažnai, kai dažnos infekcijos nėra rimtos, o pacientas sveikas, imuninė sistema gali pasirūpinti ir neutralizuoti bakterijas.
Žemės ūkyje sveikų gyvūnų auginimas švarioje aplinkoje naudojant ligų mažinimo praktiką gali sumažinti antibiotikų vartojimą ir sumažinti atsparių atrankos bei plitimo galimybes bakterijos. Sveikatos specialistai ir mokslininkai naudojasi dviem būdais. Geriausias būdas apriboti antibiotikų vartojimą apskritai ir greitai ieškoti naujų antibiotikų rūšių kad visi būtų sveiki ateityje.
