Bacteriile se găsesc peste tot în întreaga lume, de la deșerturi aride la caverne umede și păduri întunecate. Se pot adapta la multe medii și se găsesc într-un număr deosebit de mare la și în jurul multor animale, inclusiv la oameni. Majoritatea acestor bacterii sunt inofensive, dar există multe tipuri diferite și un număr mare de fiecare fel.
Mulți bacterii se găsesc în locuri precum pe pielea umană și în sistemul digestiv uman. Aceste bacterii ajută la menținerea pielii netede și flexibile, iar bacteriile intestinale îi ajută pe oameni să-și digere mâncarea. Acestea sunt bacterii benefice care a evoluat împreună cu oamenii și îndeplinesc diverse funcții pentru corpul uman.
Ce cauzează bacteriile dăunătoare?
În timp ce majoritatea bacteriilor nu cauzează probleme, câteva sunt dăunătoare și pot provoca o varietate de boli infecțioase. Boli bacteriene cum ar fi pneumonia, a fost o amenințare gravă și adesea a cauzat moartea. Pe lângă boli, bacteriile pot provoca și infecții ale tăieturilor, rănilor și în orice altă situație în care bacteriile pot pătrunde în organism printr-o ruptură a pielii.
Infecții erau la un moment dat o problemă serioasă și oamenii puteau pierde membrele sau muri. Bolile și infecțiile bacteriene au devenit mult mai puțin mortale odată cu descoperirea primului antibiotic, penicilina, în 1928.
Cum se utilizează antibioticele?
Antibioticele au intrat în uz curent în anii 1940. Pe lângă penicilină, au fost descoperite multe alte medicamente antibiotice. Au același efect de luptă bacteriană ca și penicilina, dar funcționează în diferite moduri.
Astăzi, antibioticele sunt utilizate pe scară largă pentru vindecarea bolilor și infecțiilor bacteriene, dar și pentru prevenirea bolilor la animalele de fermă. Utilizarea lor în îngrijirea sănătății umane și în agricultură a determinat bacteriile să dezvolte tulpini rezistente de bacterii care provoacă infecții rezistente la antibiotice.
Antibioticele nu sunt eficiente împotriva acestor bacterii și, atunci când oamenii și animalele se îmbolnăvesc de tulpini de bacterii rezistente, vindecarea lor devine din ce în ce mai dificilă. În acest moment unele bacterii au devenit rezistente la unele antibiotice, dar există câteva tulpini de bacterii rezistente la antibiotice care nu răspund la tratament cu niciun medicament antimicrobian.
Tratarea bolilor infecțioase și a controlului bolilor în general devine o problemă gravă dacă astfel de bacterii rezistente la medicamente devin comune.
Ce sunt exact antibioticele?
Antibioticele sunt medicamente care vindecă infecțiile bacteriene. Acestea acționează prin oprirea bacteriilor de la multiplicare sau prin uciderea lor. Unele antibiotice funcționează numai împotriva anumitor tipuri de bacterii, dar antibiotice cu spectru larg previn creșterea multor tipuri de bacterii.
Pentru dezvoltarea de noi antibiotice, oamenii de știință testează multe substanțe diferite pentru capacitatea de a controla creșterea bacteriană și pentru efectele secundare la om. Unele substanțe ucid bacteriile, dar nu sunt sigure de utilizat. Procesul de testare și aprobare este atât de lung, încât doar câteva antibiotice îl utilizează în mod obișnuit.
Cum funcționează antibioticele?
Antibioticele perturbă o parte din ciclul de viață al bacteriilor astfel încât bacteriile să dispară și infecția să dispară. Penicilina și alte antibiotice timpurii au atacat capacitatea unei bacterii de a construi și repara acesteia perete celular. Spre deosebire de celulele umane găsite în interiorul corpului, bacteriile trebuie să poată exista în mediul deschis și au nevoie de un perete celular care să le protejeze și să mențină celula intactă.
Tipul de penicilină antibiotic blochează celula bacteriană de a lega moleculele împreună pentru a-și forma peretele. Cand perete celular se deteriorează, bacteria izbucnește și moare.
Alte antibiotice care ucid bacteriile atacă capacitatea bacteriilor de a produce proteine în ele ribozomi. Deoarece celulele au nevoie de proteine pentru a funcționa, bacteriile care sunt împiedicate să producă proteine nu pot supraviețui.
•••Dana Chen | Știința
•••Dana Chen | Știința
•••Dana Chen | Știința
Un alt tip de antibiotic previne bacteriile din reproducere. Bacteriile se înmulțesc făcând o copie a ADN-ului din celulă și apoi despărțind. Antibioticele perturba ADN-ul procesul de copiere prin ruperea firelor de ADN în bucăți și împiedicând celula să facă reparații.
Fără o copie ADN, bacteriile nu se pot diviza sau, dacă se desparte, celulele fiice nu pot supraviețui. Folosind aceste tipuri de antibiotice, profesioniștii din domeniul sănătății au reușit să vindece infecțiile și bolile bacteriene rapid și ușor până acum.
Ce este rezistența la antibiotice?
Rezistența la antibiotice este dezvoltarea unor mecanisme bacteriene care înving efectele perturbatoare ale antibioticelor. Ca urmare, antibioticele care obișnuiau să vindece boli specifice prin prevenirea creșterii bacteriilor asociate nu mai funcționează. O astfel de rezistență la medicamente devine obișnuită pe măsură ce se schimbă tot mai multe bacterii.
Chiar și atunci când doar câteva dintre bacterii sunt rezistente la antibioticul utilizat, bacteriile nerezistente sunt ucise, în timp ce cele rămase se înmulțesc pentru a continua să provoace boala. Când acest lucru se întâmplă în mod repetat, bacterii rezistente devin mai frecvente și apar mai multe cazuri de insuficiență antibiotică.
Aceasta este situația în prezent. Dacă tendința continuă, în cele din urmă majoritatea bacteriilor vor fi rezistente, iar antibioticele nu vor mai fi eficiente pentru controlul și prevenirea bolilor.
De exemplu, mai multe tipuri de bacterii provoacă pneumonie și tipul de antibiotic care se desface catene de ADN bacterian pentru a preveni divizarea bacteriilor este adesea folosit pentru a controla și vindeca boala. Pentru bacteriile rezistente la antibiotice, aceste antibiotice nu mai pot rupe firele de ADN.
Cum împiedică bacteriile să funcționeze antibioticele?
Bacteriile au dezvoltat strategii speciale pentru a contracara efectele antibioticelor. niste celule bacteriene și-au schimbat peretele celular pentru a preveni pătrunderea antibioticului. Alții pompează antibioticul înainte ca acesta să poată afecta. Alții încă atacă și schimbă antibioticul, astfel încât acesta să nu mai funcționeze.
Practic, bacteriile individuale au încercat tot felul de strategii pentru a supraviețui, iar unele au descoperit că mecanisme ca acestea funcționează pentru a le face rezistent la antibiotice specifice. Bacteriile pot încorpora mai multe dintre aceste metode pentru a viza antibioticele care funcționează în moduri diferite.
Unele bacterii au multe dintre aceste metode și sunt rezistente la aproape toate antibioticele.
Cum se răspândesc bacteriile rezistente?
Odată ce o bacterie a dezvoltat un mecanism de rezistență, aceasta supraviețuiește antibioticului în timp ce toate celelalte bacterii mor. Procesul de vindecare a bolii cu antibiotice are ca rezultat o presiune de selecție foarte puternică în favoarea rezistenței la antibiotice. Numai celulele rezistente supraviețuiesc. Se pot înmulți apoi rapid și pot răspândi rezistența.
Aceasta înseamnă că bacteriile rezistente sunt selectate automat pentru a deveni mai frecvente. Dacă pacientul sau animalul bolnav moare sau când deșeurile lor sunt aruncate, aceste bacterii rezistente sunt eliberate în mediul în care pot răspândi genele rezistente la alte bacterii.
Cum dezvoltă rezistența bacteriile?
O modalitate prin care bacteriile pot dezvolta mecanisme pentru a învinge antibioticele este prin mutații aleatorii. Deși o astfel de mutație poate avea loc într-o singură celulă bacteriană, presiunea puternică de selecție permite mutației rezistente să se răspândească rapid. Bacteriile rezistente sunt cele care supraviețuiesc și se înmulțesc și care împărtășesc apoi noile gene rezistente.
Când un antibiotic este utilizat la niveluri scăzute pentru o perioadă îndelungată, bacteriile au mult timp pentru a muta și pentru ca o mutație să se răspândească. Cu cât un antibiotic este utilizat mai mult într-o anumită situație, cu atât sunt mai multe șanse ca mutațiile și să se dezvolte rezistența bacteriană.
Ce contribuie la rezistența la antibiotice
În timp ce mutațiile genetice aleatorii sunt sursa originală de rezistență la antibiotice, alți factori trebuie să fie prezenți și să contribuie la transformarea rezistenței bacteriene într-o problemă gravă.
Cursuri incomplete de tratament cu antibiotice și utilizarea pe termen lung a antibioticelor poate contribui la dezvoltarea celulelor rezistente. Odată ce o celulă bacteriană are mutația rezistentă, repede reproducere asexuată prin divizarea și multiplicarea celulelor bacteriene poate crește numărul de bacterii rezistente foarte repede.
Pe lângă multiplicarea prin divizarea celulelor, bacteriile au un alt mecanism de răspândire a genelor mutante și rezistente. Transferul de gene orizontal plasează copii de fragmente de ADN, inclusiv gene rezistente, în celule noi.
Fragmentele de ADN sub formă de plasmide pot exista în afara celulelor și pot intra în celule noi, transferând segmente de ADN și gene fără reproducere. Aceasta înseamnă că genele rezistente pot sări între specii sau tipuri de bacterii, atâta timp cât se apropie.
Pentru că un curs de tratament cu antibiotice trebuie, practic, să omoare fiecare celulă bacteriană cauzatoare de boli pentru a fi sigur că nici o celulă rezistentă nu supraviețuiește, devine important ca tratamentul cu antibiotice la om să fie întotdeauna efectuat completare.
În practică, unele bacterii care nu sunt ucise de antibiotic pot fi ucise de sistemul imunitar natural, dar atunci când un curs de tratamentul cu antibiotice nu este finalizat și nu sunt luate toate dozele, riscul de supraviețuire al unei celule bacteriene rezistente crește.
Câtă utilizare pe termen lung a antibioticelor este o problemă
Utilizarea pe termen lung a antibioticelor, de exemplu în spitale, poate crește răspândirea bacteriilor rezistente. Utilizarea pe termen lung creează o etapă permanentă pentru cei puternici presiunea de selecție. În cazul în care un curs normal de tratament poate dura două săptămâni în care se aplică presiunea de selecție și bacteriile pot muta, utilizarea pe termen lung este o oportunitate continuă pentru mutații aleatorii.
Odată ce o bacterie a dezvoltat rezistență la antibiotice, utilizarea continuă a antibioticelor permite bacteriei să se înmulțească și să se dezvolte suplimentar mecanisme rezistente. Excesul de antibiotice are același efect.
Ori de câte ori utilizarea antibioticelor este frecventă sau răspândită pe o perioadă îndelungată, riscul de răspândire a rezistenței la antibiotice crește. Acest lucru este valabil mai ales acum că genele rezistente devin din ce în ce mai frecvente.
Efectul utilizării pe termen lung a antibioticelor în agricultură
Un factor major în dezvoltarea și răspândirea rezistenței la antibiotice este utilizarea antibiotice în agricultură.
Animalele de turmă sunt extrem de sensibile la bolile infecțioase, iar fermierii contracarează riscul hrănind animalelor un nivel scăzut de antibiotice pentru a le proteja. Această utilizare constantă a antibioticelor are ca rezultat condiții ideale pentru dezvoltarea și răspândirea genelor mutante rezistente.
Deși unele dintre antibioticele utilizate în agricultură nu sunt utilizate la om, transferul orizontal de gene a permis ca genele rezistente din agricultură să apară în antibioticele utilizate în tratamentele umane. Cu excepția cazului în care utilizarea antibioticelor este redusă drastic peste tot, inclusiv în agricultură, tot mai multe tipuri de medicamente antibiotice își vor pierde cea mai mare parte a eficacității.
De ce rezistența la antibiotice este o problemă?
Când rezistența la antibiotice se răspândește, antibioticele utilizate în prezent devin mai puțin eficiente. Tulpinile bacteriene care cauzează boli la pacienți specifici pot avea un grad diferit de rezistență la diferite antibiotice, iar tratamentul poate fi întârziat până la identificarea unui antibiotic care funcționează.
În cel mai rău caz, niciunul dintre antibioticele disponibile nu funcționează și al pacientului sistem imunitar s-ar putea să nu poată combate bacteriile. Pacientul devine o sursă de bacterii rezistente la antibiotice care se pot răspândi în tot spitalul.
Deoarece antibioticele funcționează folosind mai multe mijloace diferite de perturbare a funcțiilor bacteriene, majoritatea bacteriilor se dezvoltă rezistență la unul dintre aceste mecanisme, dar poate fi în continuare eliminată folosind alte antibiotice care funcționează diferit.
Apariția așa-numitelor „super-bug-uri„este o problemă serioasă deoarece au dezvoltat rezistență la toți antibioticele cunoscute. În aceste cazuri, vor funcționa doar antibiotice complet noi care utilizează strategii noi, dar astfel de medicamente noi nu pot fi dezvoltate rapid.
În acest moment, bacteriile câștigă cursa dezvoltând rezistență la antibiotice existente mai repede decât sunt descoperite altele noi. Dacă tendințele actuale continuă, timpul în care niciun antibiotic nu acționează împotriva unor boli comune nu este departe. Bolile care se vindecă ușor astăzi pot deveni mortale.
De ce noile antibiotice nu pot rezolva problema
Antibioticele atacă modul în care funcționează bacteriile, cum ar fi interferarea cu construcția peretelui celular sau cu ADN. Există un număr limitat de moduri în care bacteriile pot fi atacate și, atunci când atacurile existente nu mai funcționează, este necesar un tip complet nou de antibiotic care utilizează o strategie complet nouă.
În prezent nu există un astfel de antibiotic, iar cei în curs de dezvoltare nu au fost aprobați ca fiind siguri sau la fel de eficienți. Profesioniștii din domeniul sănătății se confruntă cu un viitor în care antibioticele funcționează doar într-un număr limitat de cazuri.
De ce trebuie să reducem utilizarea antibioticelor
Pe lângă dezvoltarea de noi medicamente, o strategie de limitarea utilizării antibioticelor cazurile în care sunt într-adevăr necesare ar putea ajuta la întârzierea dezvoltării în continuare a rezistenței bacteriene. Adesea, atunci când infecțiile frecvente nu sunt grave și pacientul este sănătos, sistemul imunitar poate avea grijă și neutraliza bacteriile.
În agricultură, creșterea animalelor sănătoase într-un mediu curat folosind practici de reducere a bolilor poate reduceți la minimum utilizarea antibioticelor și reduceți oportunitățile de selectare și răspândire a substanțelor rezistente bacterii. Profesioniștii din domeniul sănătății și oamenii de știință din cercetare utilizează o abordare în două direcții. Limitarea utilizării antibioticelor în general și căutarea rapidă a unor noi tipuri de antibiotice este cel mai bun mod de a face acest lucru menținându-i pe toți sănătoși in viitor.