Baktērijas ir sastopamas visur pasaulē, sākot no sausajiem tuksnešiem līdz mitrām alām un tumšiem mežiem. Viņi var pielāgoties daudzām vidēm un ir sastopami īpaši lielā skaitā daudzos dzīvniekos un ap tiem, tostarp cilvēkiem. Lielākā daļa no šīm baktērijām ir nekaitīgas, taču to ir daudz dažādu veidu un liels skaits.
Daudzi baktērijas ir atrodami tādās vietās kā cilvēka āda un cilvēka gremošanas sistēma. Šīs baktērijas palīdz saglabāt ādu gludu un elastīgu, un zarnu baktērijas palīdz cilvēkiem sagremot viņu pārtiku. Tie ir labvēlīgas baktērijas kas attīstījās kopā ar cilvēkiem un pilda dažādas cilvēka ķermeņa funkcijas.
Ko izraisa kaitīgas baktērijas?
Kaut arī lielākā daļa baktēriju nerada nekādas problēmas, dažas no tām ir kaitīgas un var izraisīt dažādas infekcijas slimības. Baktēriju slimības piemēram, pneimonija agrāk bija nopietns drauds un bieži izraisīja nāvi. Papildus slimībām baktērijas var izraisīt arī griezumu, brūču infekcijas un jebkurā citā situācijā, kad baktērijas var iekļūt ķermenī ar ādas pārtraukumu.
Infekcijas vienlaikus bija nopietna problēma, un cilvēki varēja zaudēt ekstremitātes vai nomirt. Baktēriju slimības un infekcijas kļuva daudz mazāk nāvējošas, jo 1928. gadā tika atklāta pirmā antibiotika - penicilīns.
Kā lieto antibiotikas?
Antibiotikas sāka izmantot kopīgi 1940. gados. Papildus penicilīns, ir atklātas daudzas citas antibiotiku zāles. Viņiem ir tāds pats baktēriju cīņas efekts kā penicilīnam, bet tie darbojas dažādos veidos.
Mūsdienās antibiotikas tiek plaši izmantotas baktēriju slimību un infekciju ārstēšanai, kā arī lauksaimniecības dzīvnieku slimību novēršanai. To izmantošana cilvēku veselības aprūpē un lauksaimniecībā ir izraisījusi baktēriju rezistentu baktēriju celmu veidošanos, kas izraisa pret antibiotikām izturīgas infekcijas.
Antibiotikas nav efektīvas pret šādām baktērijām, un, kad cilvēki un dzīvnieki saslimst ar izturīgu baktēriju celmiem, to izārstēšana kļūst arvien grūtāka. Pašlaik dažas baktērijas ir kļuvušas izturīgas pret dažām antibiotikām, taču ir daži celmi pret antibiotikām izturīgas baktērijas kas nereaģē uz ārstēšanu ar pretmikrobu zālēm.
Infekcijas slimību ārstēšana un slimību kontrole kopumā kļūst par nopietnu problēmu, ja šādas zāles izturīgas baktērijas kļūst izplatītas.
Kas īsti ir antibiotikas?
Antibiotikas ir zāles, kas izārstē bakteriālas infekcijas. Viņi darbojas, apturot baktēriju vairošanos vai iznīcinot tās. Dažas antibiotikas darbojas tikai pret dažiem baktēriju veidiem, bet plaša spektra antibiotikas novērst daudzu veidu baktēriju augšanu.
Jaunu antibiotiku izstrādei zinātnieki pārbauda daudz dažādu vielu spēju kontrolēt baktēriju augšanu un cilvēku blakusparādības. Dažas vielas iznīcina baktērijas, taču to lietošana nav droša. Pārbaudes un apstiprināšanas process ir tik garš, ka tikai dažas antibiotikas to parasti izmanto.
Kā darbojas antibiotikas?
Antibiotikas izjauc daļu no baktēriju dzīves cikls tā ka baktērijas mirst un infekcija pazūd. Penicilīns un citas agrīnās antibiotikas uzbruka baktērijas spējai to veidot un atjaunot šūnapvalki. Atšķirībā no cilvēka šūnām, kas atrodamas ķermeņa iekšienē, baktērijām jāspēj pastāvēt atklātā vidē, un tām ir nepieciešama šūnu siena, lai tās aizsargātu un saglabātu šūnu neskartu.
Penicilīna tipa antibiotika bloķē baktēriju šūnu savienot molekulas kopā, veidojot tās sienu. Kad šūnapvalki pasliktinās, baktērija pārsprāgst un iet bojā.
Citas antibiotikas, kas iznīcina baktērijas, uzbrūk baktēriju spējai tajās ražot olbaltumvielas ribosomas. Tā kā šūnām funkcionēšanai ir nepieciešamas olbaltumvielas, baktērijas, kurām tiek liegts radīt olbaltumvielas, nevar izdzīvot.
•••Dana Čena | Zinātniskā
•••Dana Čena | Zinātniskā
•••Dana Čena | Zinātniskā
Cits antibiotiku veids novērš baktērijas no vairošanās. Baktērijas vairojas, izveidojot šūnā esošās DNS kopiju un pēc tam sadalot. Antibiotikas izjaukt DNS kopēšanas process, sadalot DNS virknes gabalos un neļaujot šūnai veikt remontu.
Bez DNS kopijas baktērijas nevar sadalīties vai, ja tā sadalās, meitas šūnas nevar izdzīvot. Izmantojot šāda veida antibiotikas, veselības aprūpes speciālisti līdz šim ir spējuši ātri un viegli izārstēt bakteriālas infekcijas un slimības.
Kas ir antibiotiku rezistence?
Antibiotiku rezistence ir baktēriju mehānismu attīstība, kas novērš antibiotiku graujošo iedarbību. Tā rezultātā vairs nedarbojas antibiotikas, kas agrāk izārstēja specifiskas slimības, novēršot saistīto baktēriju augšanu. Šāda zāļu izturība kļūst izplatīta, jo mainās arvien vairāk baktēriju.
Pat tad, ja tikai dažas no baktērijām ir izturīgas pret lietoto antibiotiku, nerezistentās baktērijas tiek iznīcinātas, bet pārējās vairojas, lai turpinātu izraisīt slimību. Kad tas notiek atkārtoti, izturīgas baktērijas kļūst arvien izplatītāki, un rodas vairāk antibiotiku mazspējas gadījumu.
Šāda situācija ir patlaban. Ja tendence turpināsies, galu galā lielākā daļa baktēriju būs izturīgas, un antibiotikas vairs nebūs efektīvas slimību kontrolē un profilaksē.
Piemēram, vairāki baktēriju veidi izraisa pneimoniju un sadalāmo antibiotiku veidu baktēriju DNS virknes lai novērstu baktēriju sadalīšanos, bieži lieto slimības kontrolei un ārstēšanai. Attiecībā uz antibiotikām rezistentām baktērijām šīs antibiotikas vairs nevar sadalīt DNS virknes.
Kā baktērijas neļauj antibiotikām darboties?
Baktērijas ir izstrādājušas īpašas stratēģijas, lai neitralizētu antibiotiku iedarbību. Daži baktēriju šūnas ir mainījuši šūnu sienu, lai novērstu antibiotiku iekļūšanu. Citi izsūc antibiotiku, pirms tā var nodarīt kaitējumu. Vēl citi uzbrūk un maina antibiotiku, tāpēc tas vairs nedarbojas.
Būtībā atsevišķas baktērijas ir izmēģinājušas visu veidu izdzīvošanas stratēģijas, un dažas ir atklājušas, ka tādi mehānismi kā šie darbojas, lai tos izveidotu izturīgs specifiskām antibiotikām. Baktērijas var iekļaut vairākas no šīm metodēm, lai mērķētu uz antibiotikām, kas darbojas dažādos veidos.
Dažām baktērijām ir daudz šo metožu, un tās ir izturīgas pret gandrīz visām antibiotikām.
Kā izplatās izturīgas baktērijas?
Kad baktērija ir izveidojusi rezistences mehānismu, tā izdzīvo antibiotiku kamēr visas pārējās baktērijas iet bojā. Slimības izārstēšanas process ar antibiotikām rada ļoti spēcīgu selekcijas spiedienu par labu antibiotiku rezistencei. Izdzīvo tikai izturīgas šūnas. Pēc tam viņi var ātri vairoties un izplatīt pretestību.
Tas nozīmē, ka rezistentās baktērijas tiek automātiski izvēlētas, lai tās kļūtu biežākas. Ja slimais pacients vai dzīvnieks nomirst vai tiek izmesti viņu ķermeņa atkritumi, šīs rezistentās baktērijas nonāk vidē, kur tās var izplatīt izturīgos gēnus citām baktērijām.
Kā baktērijas attīsta rezistenci?
Viens no veidiem, kā baktērijas var attīstīt antibiotiku pārvarēšanas mehānismus, ir cauri izlases mutācijas. Lai gan šāda mutācija var notikt tikai vienā baktēriju šūnā, spēcīgais selekcijas spiediens ļauj rezistentajai mutācijai ātri izplatīties. Rezistentās baktērijas ir tās, kas izdzīvo un vairojas, un pēc tam dalās ar jaunajiem rezistentajiem gēniem.
Ja antibiotiku ilgstoši lieto zemā līmenī, baktērijām ir daudz laika mutācijai un mutācijas izplatībai. Jo ilgāk antibiotika tiek lietota noteiktā situācijā, jo vairāk ir iespējama mutāciju un baktēriju rezistences attīstība.
Kas veicina antibiotiku rezistenci
Kaut arī nejaušās ģenētiskās mutācijas ir sākotnējais antibiotiku rezistences avots, ir jābūt citiem faktoriem, kas veicina baktēriju rezistences izveidošanos par nopietnu problēmu.
Nepilnīgi antibiotiku ārstēšanas kursi un ilgstoša antibiotiku lietošana var veicināt rezistentu šūnu attīstību. Kad baktēriju šūnai ir rezistenta mutācija, ātri bezdzimuma reprodukcija caur baktēriju šūnām, sadaloties un pavairojot, ļoti ātri var palielināties rezistentu baktēriju skaits.
Papildus pavairošanai, izmantojot šūnu šķelšanos, baktērijām ir vēl viens mehānisms mutantu un rezistentu gēnu izplatīšanai. Horizontāla gēnu pārnešana ievieto DNS fragmentu kopijas, iespējams, ieskaitot rezistentus gēnus, jaunās šūnās.
DNS fragmenti plazmīdu formā var pastāvēt ārpus šūnām un var iekļūt jaunās šūnās, bez reprodukcijas pārnesot DNS segmentus un gēnus. Tas nozīmē, ka rezistenti gēni var pārvietoties starp sugām vai baktēriju tipiem, ja vien tie atrodas tuvu.
Tā kā ārstēšanas kursam ar antibiotikām būtībā ir jānogalina visas slimības izraisošās baktēriju šūnas ka neizdzīvo neviena rezistenta šūna, kļūst svarīgi, lai cilvēkiem vienmēr tiktu veikta antibiotiku ārstēšana pabeigšana.
Praksē dažas baktērijas, kuras nenogalina antibiotika, var iznīcināt dabiskā imūnsistēma, bet, ja to veic ārstēšana ar antibiotikām nav pabeigta, un netiek ņemtas visas devas, kas ir izturīgas baktēriju šūnas izdzīvošanas risks palielinās.
Cik ilgstoša antibiotiku lietošana ir problēma
Ilgstoša antibiotiku lietošana, piemēram, slimnīcās, var palielināt rezistento baktēriju izplatīšanos. Ilgstoša lietošana rada pastāvīgu posmu stipriem atlases spiediens. Ja parasts ārstēšanas kurss var ilgt divas nedēļas, kurā tiek izdarīts selekcijas spiediens un baktērijas var mutēt, ilgstoša lietošana ir nepārtraukta nejaušo mutāciju iespēja.
Kad baktērijai ir izveidojusies rezistence pret antibiotikām, nepārtraukta antibiotiku lietošana ļauj baktērijai vairoties un attīstīties papildus izturīgi mehānismi. Pārmērīga antibiotiku lietošana rada tādu pašu efektu.
Ikreiz, kad antibiotiku lietošana notiek bieži vai tiek izplatīta ilgākā laika posmā, palielinās antibiotiku rezistences izplatīšanās risks. Tas jo īpaši attiecas uz tagad, kad rezistenti gēni kļūst arvien izplatītāki.
Ilgtermiņa antibiotiku lietošanas ietekme uz lauksaimniecību
Galvenais faktors rezistences pret antibiotikām attīstībā un izplatībā ir antibiotikas lauksaimniecībā.
Ganāmpulka dzīvnieki ir ļoti uzņēmīgi pret infekcijas slimībām, un lauksaimnieki novērš risku, barojot dzīvniekus ar zemu antibiotiku līmeni, lai tos aizsargātu. Šī pastāvīgā antibiotiku lietošana rada ideālus apstākļus rezistentu mutantu gēnu attīstībai un izplatībai.
Lai gan dažas no lauksaimniecībā izmantotajām antibiotikām cilvēkiem neizmanto, horizontāla gēnu pārnese ļāva rezistentiem lauksaimniecības gēniem parādīties antibiotikās, ko lieto cilvēku ārstēšanā. Ja vien antibiotiku lietošana netiek krasi ierobežota visur, arī lauksaimniecībā, arvien vairāk antibiotiku veidu zaudēs savu efektivitāti.
Kāpēc antibiotiku rezistence ir problēma?
Kad antibiotiku rezistence izplatās, pašlaik lietotās antibiotikas kļūst mazāk efektīvas. Baktēriju celmiem, kas konkrētiem pacientiem izraisa slimības, var būt dažāda izturība pret dažādām antibiotikām, un ārstēšanu var atlikt, līdz tiek identificēta iedarbīga antibiotika.
Sliktākajā gadījumā neviena no pieejamajām antibiotikām nedarbojas, un pacienta pati imūnsistēma iespējams, nespēs cīnīties pret baktērijām. Pacients kļūst par antibiotikām rezistentu baktēriju avotu, kas var izplatīties visā slimnīcā.
Tā kā antibiotikas darbojas, izmantojot vairākus dažādus līdzekļus baktēriju funkciju traucēšanai, vairums baktēriju attīstās rezistence pret vienu no šiem mehānismiem, bet to joprojām var iznīcināt, izmantojot citas antibiotikas, kas darbojas atšķirīgi.
Tā saukto "super kļūdas"ir nopietna problēma, jo viņiem ir izveidojusies rezistence pret visām zināmajām antibiotikām. Šajos gadījumos darbosies tikai pilnīgi jaunas antibiotikas, kas izmanto jaunas stratēģijas, taču šādas jaunas zāles nevar ātri izstrādāt.
Šobrīd baktērijas uzvar sacensībā, attīstot izturību pret esošajām antibiotikām ātrāk nekā tiek atklātas jaunas. Ja pašreizējās tendences turpinās, laiks, kad neviena antibiotika nedarbojas pret dažām izplatītām slimībām, nav tālu. Mūsdienās viegli izārstējamās slimības var kļūt nāvējošas.
Kāpēc jaunās antibiotikas nevar atrisināt problēmu
Antibiotikas uzbrūk baktēriju darbībai, piemēram, traucē šūnu sienu konstrukciju vai DNS. Ir ierobežots skaits baktēriju uzbrukuma veidu, un, kad esošie uzbrukumi vairs nedarbojas, ir nepieciešams pilnīgi jauns antibiotiku veids, kurā tiek izmantota pilnīgi jauna stratēģija.
Šobrīd šādas antibiotikas nav, un izstrādē esošie nav apstiprināti kā droši vai efektīvi. Veselības aprūpes speciālisti saskaras ar nākotni, kurā antibiotikas darbojas tikai a ierobežots gadījumu skaits.
Kāpēc mums jāsamazina antibiotiku lietošana
Papildus jaunu zāļu izveidei jāīsteno arī stratēģija ierobežojot antibiotiku lietošanu gadījumos, kad tie patiešām ir nepieciešami, tas varētu palīdzēt aizkavēt baktēriju rezistences turpmāku attīstību. Bieži vien, ja parastās infekcijas nav nopietnas un pacients ir vesels, imūnsistēma var rūpēties un neitralizēt baktērijas.
Lauksaimniecībā veselīgu dzīvnieku audzēšana tīrā vidē, izmantojot slimības mazinošus paņēmienus, var samazināt antibiotiku lietošanu un samazināt rezistentu selekcijas un izplatīšanās iespējas baktērijas. Veselības aprūpes speciālisti un pētnieki izmanto divējādu pieeju. Labākais veids ir ierobežot antibiotiku lietošanu kopumā un ātri meklēt jaunus antibiotiku veidus lai visi būtu veseli nākotnē.
