Бактерии встречаются по всему миру, от засушливых пустынь до влажных пещер и темных лесов. Они могут адаптироваться ко многим средам и в особенно большом количестве встречаются у многих животных и вокруг них, включая людей. Большинство этих бактерий безвредны, но существует множество различных видов и большое количество каждого вида.
Многие бактерии обнаруживаются в таких местах, как кожа человека и пищеварительная система человека. Эти бактерии помогают сохранять кожу гладкой и эластичной, а кишечные бактерии помогают людям переваривать пищу. Эти полезные бактерии которые эволюционировали вместе с людьми и выполняют различные функции для человеческого тела.
Что вызывают вредные бактерии?
Хотя большинство бактерий не вызывают никаких проблем, некоторые из них вредны и могут вызывать различные инфекционные заболевания. Бактериальные заболевания такие как пневмония, когда-то представляли серьезную угрозу и часто приводили к смерти. Помимо болезней, бактерии также могут вызывать инфекции порезов, ран и в любой другой ситуации, при которой бактерии могут попасть в организм через повреждение кожи.
Инфекции одно время были серьезной проблемой, и люди могли потерять конечности или умереть. Бактериальные заболевания и инфекции стали намного менее смертельными с открытием в 1928 году первого антибиотика, пенициллина.
Как используются антибиотики?
К 1940-м годам антибиотики стали широко использоваться. В дополнение к пенициллинбыли открыты многие другие антибиотики. Они обладают таким же эффектом борьбы с бактериями, как пенициллин, но действуют по-разному.
Сегодня антибиотики широко используются для лечения бактериальных заболеваний и инфекций, а также для предотвращения болезней сельскохозяйственных животных. Их использование в здравоохранении и сельском хозяйстве привело к развитию у бактерий устойчивых штаммов бактерий, вызывающих устойчивые к антибиотикам инфекции.
Антибиотики неэффективны против таких бактерий, и когда люди и животные заболевают штаммами устойчивых бактерий, их лечение становится все труднее. На данный момент некоторые бактерии приобрели устойчивость к некоторым антибиотикам, но есть несколько штаммов устойчивые к антибиотикам бактерии которые не поддаются лечению какими-либо противомикробными препаратами.
Лечение инфекционных заболеваний и борьба с ними в целом становятся серьезной проблемой, если такие устойчивые к лекарствам бактерии становятся обычным явлением.
Что такое антибиотики?
Антибиотики - это лекарства, которые лечат бактериальные инфекции. Они работают, останавливая размножение бактерий или убивая их. Некоторые антибиотики работают только против некоторых типов бактерий, но антибиотики широкого спектра действия предотвратить рост многих видов бактерий.
Для разработки новых антибиотиков ученые тестируют множество различных веществ на способность контролировать рост бактерий и на наличие побочных эффектов у людей. Некоторые вещества убивают бактерии, но использовать их небезопасно. Процесс тестирования и утверждения длится так долго, что только несколько антибиотиков попадают в обычное употребление.
Как работают антибиотики?
Антибиотики нарушают некоторую часть жизненный цикл бактерий так что бактерии погибнут и инфекция исчезнет. Пенициллин и другие ранние антибиотики атаковали способность бактерий создавать и восстанавливать свои клеточная стенка. В отличие от человеческих клеток, находящихся внутри тела, бактерии должны иметь возможность существовать в открытой среде и нуждаются в клеточной стенке, чтобы защитить их и сохранить целостность клетки.
Антибиотик типа пенициллина блокирует бактериальную клетку от связывания молекул вместе, чтобы сформировать ее стенку. Когда клеточная стенка портится, бактерия лопается и погибает.
Другие антибиотики, убивающие бактерии, атакуют способность бактерий вырабатывать белки в своих тканях. рибосомы. Поскольку клеткам для функционирования необходимы белки, бактерии, которые не могут производить белки, не могут выжить.
•••Дана Чен | Наука
•••Дана Чен | Наука
•••Дана Чен | Наука
Другой тип антибиотика предотвращает бактерии от размножения. Бактерии размножаются, создавая копию ДНК в клетке, а затем расщепляя ее. Антибиотики нарушить ДНК процесс копирования путем разрыва цепей ДНК на части и предотвращения ремонта клетки.
Без копии ДНК бактерии не могут расщепляться, а если она расщепляется, дочерние клетки не могут выжить. До сих пор, используя эти типы антибиотиков, медицинские работники могли быстро и легко вылечить бактериальные инфекции и заболевания.
Что такое устойчивость к антибиотикам?
Устойчивость к антибиотикам - это развитие бактериальных механизмов, которые препятствуют разрушительному действию антибиотиков. В результате антибиотики, которые использовались для лечения определенных заболеваний, предотвращая рост связанных бактерий, больше не работают. Такая лекарственная устойчивость становится обычным явлением по мере изменения все большего числа бактерий.
Даже когда только несколько бактерий устойчивы к используемому антибиотику, неустойчивые бактерии погибают, а остальные размножаются, продолжая вызывать болезнь. Когда это происходит неоднократно, устойчивые бактерии становятся более распространенными, и возникает больше случаев неэффективности антибиотиков.
Такова ситуация в настоящее время. Если эта тенденция сохранится, в конечном итоге большинство бактерий станут устойчивыми, и антибиотики перестанут быть эффективными для контроля и профилактики заболеваний.
Например, несколько видов бактерий вызывают пневмонию, а тип антибиотика, который разрушает цепи бактериальной ДНК для предотвращения расщепления бактерий часто используется для контроля и лечения болезни. Для бактерий, устойчивых к антибиотикам, эти антибиотики больше не могут разрушать цепи ДНК.
Как бактерии препятствуют действию антибиотиков?
Бактерии разработали особые стратегии противодействия воздействию антибиотиков. Некоторый бактериальные клетки изменили свою клеточную стенку, чтобы предотвратить проникновение антибиотика. Другие откачивают антибиотик до того, как он нанесет какой-либо вред. Третьи атакуют и меняют антибиотик, чтобы он больше не работал.
По сути, отдельные бактерии испробовали всевозможные стратегии, чтобы выжить, и некоторые обнаружили, что такие механизмы работают, чтобы заставить их стойкий к специфическим антибиотикам. Бактерии могут использовать несколько из этих методов для нацеливания на антибиотики, которые действуют по-разному.
У некоторых бактерий есть множество этих методов, и они устойчивы почти ко всем антибиотикам.
Как распространяются устойчивые бактерии?
Как только бактерия развивает механизм устойчивости, она выживает после антибиотика в то время как все остальные бактерии умирают. Процесс лечения болезни антибиотиками приводит к очень сильному селекционному давлению в пользу устойчивости к антибиотикам. Выживают только устойчивые клетки. Затем они могут быстро размножаться и распространять сопротивление.
Это означает, что устойчивые бактерии автоматически отбираются и становятся более распространенными. Если больной пациент или животное умирают или когда их телесные отходы выбрасываются, эти устойчивые бактерии попадают в окружающую среду, где они могут передавать гены устойчивости другим бактериям.
Как бактерии развивают резистентность?
Один из способов, которым бактерии могут выработать механизмы для поражения антибиотиков, - это случайные мутации. Хотя такая мутация может иметь место только в одной бактериальной клетке, сильное давление отбора позволяет устойчивой мутации быстро распространяться. Устойчивые бактерии - это те, которые выживают и размножаются, а затем разделяют новые гены устойчивости.
Когда антибиотик используется в низких дозах в течение длительного периода, у бактерий есть много времени для мутации и распространения мутации. Чем дольше в определенной ситуации используется антибиотик, тем больше шансов на развитие мутаций и устойчивости бактерий.
Что способствует устойчивости к антибиотикам
Хотя случайные генетические мутации являются исходным источником устойчивости к антибиотикам, должны присутствовать и другие факторы, которые способствуют превращению устойчивости бактерий в серьезную проблему.
Неполные курсы лечения антибиотиками и длительный прием антибиотиков может способствовать развитию резистентных клеток. Как только бактериальная клетка имеет устойчивую мутацию, быстро бесполое размножение за счет расщепления и размножения бактериальных клеток может очень быстро увеличить количество устойчивых бактерий.
Помимо размножения посредством расщепления клеток, у бактерий есть еще один механизм распространения мутантных и устойчивых генов. Горизонтальный перенос генов помещает копии фрагментов ДНК, возможно, включая устойчивые гены, в новые клетки.
Фрагменты ДНК в форме плазмид могут существовать вне клеток и могут проникать в новые клетки, передавая сегменты ДНК и гены без воспроизведения. Это означает, что гены устойчивости могут переключаться между видами или типами бактерий, если они находятся в непосредственной близости.
Потому что курс лечения антибиотиками в основном должен убить каждую болезнетворную бактериальную клетку, чтобы быть уверенным. чтобы ни одна резистентная клетка не выживала, становится важным, чтобы лечение людей антибиотиками всегда проводилось для завершение.
На практике некоторые бактерии, не убитые антибиотиком, могут быть убиты естественной иммунной системой, но когда лечение антибиотиками не завершено, и не все дозы приняты, риск выживания устойчивой бактериальной клетки увеличивается.
Насколько проблематично длительное использование антибиотиков
Длительное использование антибиотиков, например, в больницах, может увеличить распространение устойчивых бактерий. Длительное использование создает постоянную основу для сильных давление отбора. Если нормальный курс лечения может занять две недели, в течение которых применяется давление отбора и бактерии могут мутировать, долгосрочное использование представляет собой постоянную возможность для случайных мутаций.
Как только у бактерии разовьется устойчивость к антибиотикам, постоянное использование антибиотиков позволяет бактерии размножаться и развивать дополнительные устойчивые механизмы. Тот же эффект имеет чрезмерное употребление антибиотиков.
Когда антибиотики используются часто или в течение длительного периода времени, риск распространения устойчивости к антибиотикам возрастает. Это особенно верно сейчас, когда устойчивые гены становятся все более распространенными.
Влияние длительного использования антибиотиков в сельском хозяйстве
Основным фактором развития и распространения устойчивости к антибиотикам является использование антибиотики в сельском хозяйстве.
Стадные животные очень восприимчивы к инфекционным заболеваниям, и фермеры борются с этим риском, скармливая животных низким уровнем антибиотиков для их защиты. Это постоянное использование антибиотиков создает идеальные условия для развития и распространения устойчивых мутантных генов.
Хотя некоторые из антибиотиков, используемых в сельском хозяйстве, не используются людьми, горизонтальный перенос генов позволил появлению устойчивых сельскохозяйственных генов в антибиотиках, используемых при лечении людей. Если использование антибиотиков не будет резко сокращено повсюду, в том числе в сельском хозяйстве, все больше и больше типов антибиотиков потеряют большую часть своей эффективности.
Почему устойчивость к антибиотикам является проблемой?
Когда устойчивость к антибиотикам распространяется, применяемые в настоящее время антибиотики становятся менее эффективными. Бактериальные штаммы, вызывающие заболевание у конкретных пациентов, могут иметь разную степень устойчивости к различным антибиотикам, и лечение может быть отложено до тех пор, пока не будет выявлен эффективный антибиотик.
В худшем случае ни один из доступных антибиотиков не подействует, а собственные иммунная система может быть не в состоянии бороться с бактериями. Пациент становится источником устойчивых к антибиотикам бактерий, которые могут распространяться по больнице.
Поскольку антибиотики действуют с использованием нескольких различных средств, нарушающих функции бактерий, большинство бактерий развиваются. устойчивость к одному из этих механизмов, но ее все же можно убить с помощью других антибиотиков, которые действуют иначе.
Появление так называемого "супер ошибки«представляет собой серьезную проблему, потому что у них развилась устойчивость ко всем известным антибиотикам. В таких случаях будут работать только совершенно новые антибиотики, использующие новые стратегии, но такие новые лекарства невозможно разработать быстро.
На данный момент бактерии выигрывают гонку, развивая устойчивость к существующим антибиотикам быстрее, чем обнаруживаются новые. Если нынешние тенденции сохранятся, то время, когда ни один антибиотик не сработает против некоторых распространенных заболеваний, не за горами. Заболевания, которые сегодня легко излечиваются, могут стать смертельными.
Почему новые антибиотики не решают проблему
Антибиотики атакуют способ функционирования бактерий, например вмешиваются в структуру клеточной стенки или ДНК. Существует ограниченное количество способов атаковать бактерии, и когда существующие атаки больше не работают, требуется совершенно новый тип антибиотика, использующий совершенно новую стратегию.
В настоящее время такого антибиотика не существует, а те, что находятся в разработке, не признаны безопасными или эффективными. Специалисты в области здравоохранения сталкиваются с будущим, в котором антибиотики работают только в ограниченное количество дел.
Почему нам нужно сократить использование антибиотиков
Помимо разработки новых лекарств, стратегия ограничение использования антибиотиков в случаях, когда они действительно необходимы, может помочь отсрочить дальнейшее развитие устойчивости бактерий. Часто, когда распространенные инфекции не являются серьезными и пациент здоров, иммунная система может позаботиться о бактериях и нейтрализовать их.
В сельском хозяйстве выращивание здоровых животных в чистой окружающей среде с использованием методов борьбы с болезнями может свести к минимуму использование антибиотиков и сократить возможности выбора и распространения устойчивых бактерии. Медицинские работники и ученые-исследователи используют двусторонний подход. Ограничение использования антибиотиков в целом и быстрый поиск новых типов антибиотиков - лучший способ сохранить всех здоровыми в будущем.