Baktérie sa vyskytujú všade na svete, od suchých púští po vlhké jaskyne a temné lesy. Môžu sa prispôsobiť mnohým prostrediam a nachádzajú sa v obzvlášť vysokom počte u a okolo mnohých zvierat, vrátane ľudí. Väčšina z týchto baktérií je neškodná, ale existuje veľa rôznych druhov a veľké množstvo každého druhu.
Veľa baktérie sa nachádzajú na miestach, ako napríklad na ľudskej pokožke a v ľudskom zažívacom systéme. Tieto baktérie pomáhajú udržiavať pokožku hladkú a hebkú a črevné baktérie pomáhajú ľuďom tráviť jedlo. Toto sú prospešné baktérie ktoré sa vyvinuli s ľuďmi a plnia rôzne funkcie pre ľudské telo.
Čo spôsobujú škodlivé baktérie?
Aj keď väčšina baktérií nespôsobuje žiadne problémy, niektoré sú škodlivé a môžu spôsobiť rôzne infekčné choroby. Bakteriálne choroby ako zápal pľúc býval vážnou hrozbou a často spôsoboval smrť. Okrem chorôb môžu baktérie tiež spôsobiť infekcie rezných poranení, rán a v akejkoľvek inej situácii, v ktorej môžu baktérie preniknúť do tela zlomeninou kože.
Infekcie
boli naraz vážnym problémom a ľudia mohli prísť o končatiny alebo zomrieť. Bakteriálne choroby a infekcie sa stali oveľa menej smrteľnými objavením prvého antibiotika, penicilínu, v roku 1928.Ako sa používajú antibiotiká?
Antibiotiká sa začali bežne používať v 40. rokoch 20. storočia. Okrem tohoto penicilín, bolo objavených mnoho ďalších antibiotických liekov. Majú rovnaký bakteriálny účinok ako penicilín, fungujú však rôznymi spôsobmi.
Antibiotiká sa dnes široko používajú na liečenie bakteriálnych chorôb a infekcií, ale tiež na prevenciu chorôb hospodárskych zvierat. Ich použitie v zdravotníctve a poľnohospodárstve viedlo baktérie k vývoju rezistentných kmeňov baktérií, ktoré spôsobujú infekcie odolné voči antibiotikám.
Antibiotiká nie sú účinné proti takýmto baktériám, a keď ľudia a zvieratá ochorejú na kmene rezistentných baktérií, ich liečba je čoraz ťažšia. V súčasnosti sa niektoré baktérie stali rezistentnými na niektoré antibiotiká, ale existuje niekoľko druhov baktérie rezistentné na antibiotiká ktoré nereagujú na liečbu žiadnym antimikrobiálnym liekom.
Liečba infekčných chorôb a kontrola chorôb sa všeobecne stávajú vážnym problémom, ak sa také baktérie odolné voči liekom stanú bežnými.
Čo sú to vlastne antibiotiká?
Antibiotiká sú lieky, ktoré liečia bakteriálne infekcie. Fungujú tak, že zastavujú množenie baktérií alebo ich usmrcujú. Niektoré antibiotiká pôsobia iba proti niektorým druhom baktérií, ale širokospektrálne antibiotiká zabrániť množeniu mnohých druhov baktérií.
Pri vývoji nových antibiotík vedci testujú mnoho rôznych látok na schopnosť regulovať množenie baktérií a na vedľajšie účinky u ľudí. Niektoré látky ničia baktérie, ale ich použitie nie je bezpečné. Proces testovania a schvaľovania je taký dlhý, že sa do bežného používania dostalo iba niekoľko antibiotík.
Ako fungujú antibiotiká?
Antibiotiká narúšajú určitú časť životného cyklu baktérií aby baktérie odumreli a infekcia zmizla. Penicilín a ďalšie skoré antibiotiká napádali schopnosť baktérie budovať a opravovať ju bunková stena. Na rozdiel od ľudských buniek nachádzajúcich sa vo vnútri tela musia byť baktérie schopné existovať v otvorenom prostredí a na ich ochranu a udržanie bunky neporušené potrebujú bunkovú stenu.
Antibiotikum typu penicilínu blokuje bakteriálnu bunku v spájaní molekúl dohromady, aby vytvorili svoju stenu. Keď bunková stena sa zhoršuje, baktéria praskne a zomrie.
Iné antibiotiká, ktoré ničia baktérie, napádajú ich schopnosť produkovať bielkoviny ribozómy. Pretože bunky potrebujú na svoju funkciu bielkoviny, nemôžu baktérie, ktoré bránia tvorbe bielkovín, prežiť.
•••Dana Chen | Vedenie
•••Dana Chen | Vedenie
•••Dana Chen | Vedenie
Iný typ antibiotika zabraňuje množenie baktérií. Baktérie sa množia tak, že vytvoria kópiu DNA v bunke a potom sa rozdelia. Antibiotiká narušiť DNA proces kopírovania rozbitím vlákien DNA na kúsky a zabránením bunke v oprave.
Bez kópie DNA sa baktérie nemôžu rozdeliť, alebo ak sa rozdelia, dcérske bunky nemôžu prežiť. Pomocou týchto druhov antibiotík boli zdravotnícki pracovníci doteraz schopní rýchlo a ľahko liečiť bakteriálne infekcie a choroby.
Čo je to antibiotická rezistencia?
Antibiotická rezistencia je vývoj bakteriálnych mechanizmov, ktoré znižujú rušivé účinky antibiotík. Výsledkom je, že antibiotiká, ktoré sa predtým liečili na konkrétne choroby zabránením rastu pridružených baktérií, prestali účinkovať. Takáto rezistencia na lieky sa stáva bežnou záležitosťou, keď sa mení čoraz viac baktérií.
Aj keď je len málo baktérií rezistentných na použité antibiotikum, rezistentné baktérie sa usmrtia, zatiaľ čo zvyšné sa množia, aby ďalej spôsobovali ochorenie. Ak sa to stane opakovane, rezistentné baktérie čoraz častejšie a vyskytuje sa viac prípadov zlyhania antibiotík.
To je súčasná situácia. Ak bude trend pokračovať, nakoniec bude väčšina baktérií rezistentná a antibiotiká už nebudú účinné pri kontrole a prevencii chorôb.
Napríklad niekoľko druhov baktérií spôsobuje zápal pľúc a typ antibiotika, ktoré sa rozpadá bakteriálne reťazce DNA na zabránenie štiepeniu baktérií sa často používa na kontrolu a liečenie choroby. Pokiaľ ide o baktérie rezistentné na antibiotiká, tieto antibiotiká už nemôžu rozkladať reťazce DNA.
Ako bránia baktérie pôsobeniu antibiotík?
Baktérie vyvinuli špeciálne stratégie na potlačenie účinkov antibiotík. Niektoré bakteriálne bunky zmenili svoju bunkovú stenu, aby zabránili vstupu antibiotika. Iné vypumpujú antibiotikum skôr, ako dôjde k jeho poškodeniu. Stále iní útočia a menia antibiotikum, takže už nefunguje.
Jednotlivé baktérie v zásade vyskúšali všetky druhy stratégií na prežitie a niektoré zistili, že mechanizmy ako tieto fungujú, aby ich dokázali prežiť odolný na konkrétne antibiotiká. Baktérie môžu obsahovať niekoľko z týchto metód zameraných na antibiotiká, ktoré pôsobia rôznymi spôsobmi.
Niektoré baktérie majú veľa z týchto metód a sú rezistentné na takmer všetky antibiotiká.
Ako sa šíria odolné baktérie?
Akonáhle si baktéria vyvinie mechanizmus rezistencie, je to prežíva antibiotikum zatiaľ čo všetky ostatné baktérie zomierajú. Výsledkom liečby choroby antibiotikami je veľmi silný selekčný tlak v prospech rezistencie na antibiotiká. Prežívajú iba odolné bunky. Potom sa môžu rýchlo množiť a šíriť odpor.
To znamená, že rezistentné baktérie sa automaticky vyberajú tak, aby sa stali čoraz bežnejšími. Ak chorý pacient alebo zviera zomrie alebo keď sa ich telesný odpad vyhodí, tieto rezistentné baktérie sa uvoľnia do prostredia, kde môžu šíriť rezistentné gény na ďalšie baktérie.
Ako si baktérie vytvárajú odolnosť?
Jedným zo spôsobov, ako si môžu baktérie vyvinúť mechanizmy na porazenie antibiotík, je prekonanie náhodné mutácie. Aj keď takáto mutácia môže prebiehať iba v jednej bakteriálnej bunke, silný selekčný tlak umožňuje, aby sa rezistentná mutácia rýchlo rozšírila. Rezistentné baktérie sú tie, ktoré prežijú a množia sa a ktoré potom zdieľajú nové rezistentné gény.
Ak sa antibiotikum používa dlhodobo na nízkych úrovniach, majú baktérie veľa času na mutáciu a na rozšírenie mutácie. Čím dlhšie sa antibiotikum v určitej situácii použije, tým väčšia je pravdepodobnosť vzniku mutácií a vzniku bakteriálnej rezistencie.
Čo prispieva k antibiotickej rezistencii
Aj keď náhodné genetické mutácie sú pôvodným zdrojom rezistencie na antibiotiká, musia byť prítomné ďalšie faktory, ktoré prispievajú k tomu, aby sa bakteriálna rezistencia stala vážnym problémom.
Neúplné kurzy liečby antibiotikami a dlhodobé užívanie antibiotík môže prispieť k rozvoju rezistentných buniek. Akonáhle má bakteriálna bunka rezistentnú mutáciu, rýchlo asexuálne rozmnožovanie štiepením a množením bakteriálnych buniek môže veľmi rýchlo zvýšiť počet baktérií, ktoré sú rezistentné.
Okrem množenia prostredníctvom bunkového štiepenia majú baktérie aj ďalší mechanizmus na šírenie mutantných a rezistentných génov. Horizontálny prenos génov umiestňuje kópie fragmentov DNA, pravdepodobne vrátane rezistentných génov, do nových buniek.
Fragmenty DNA vo forme plazmidov môžu existovať mimo buniek a môžu vstupovať do nových buniek a prenášať segmenty a gény DNA bez reprodukcie. To znamená, že odolné gény môžu skákať medzi druhmi alebo typmi baktérií, pokiaľ sa dostanú do tesnej blízkosti.
Pretože liečba antibiotikami musí pre istotu v podstate zabiť každú choroboplodnú bakteriálnu bunku že neprežije žiadna rezistentná bunka, je dôležité, aby sa u ľudí vždy uskutočňovala antibiotická liečba dokončenie.
V praxi môžu byť niektoré baktérie nezabité antibiotikom usmrtené prirodzeným imunitným systémom, ale v priebehu antibiotická liečba nie je dokončená a nie sú podané všetky dávky, riziko prežitia rezistentnej bakteriálnej bunky zvyšuje.
Ako dlhodobé je užívanie antibiotík problém
Dlhodobé užívanie antibiotík, napríklad v nemocniciach, môže zvýšiť šírenie rezistentných baktérií. Dlhodobé používanie vytvára trvalé štádium pre silných selekčný tlak. Ak normálny priebeh liečby môže trvať dva týždne, počas ktorých sa aplikuje selekčný tlak a baktérie môžu mutovať, dlhodobé užívanie je nepretržitou príležitosťou na náhodné mutácie.
Len čo sa u baktérie vyvinie rezistencia na antibiotiká, súčasné používanie antibiotík umožňuje jej množenie a ďalší vývoj odolné mechanizmy. Rovnaký účinok má aj nadmerné užívanie antibiotík.
Kedykoľvek je užívanie antibiotík časté alebo rozšírené na dlhšie obdobie, zvyšuje sa riziko šírenia rezistencie na antibiotiká. Obzvlášť to platí teraz, keď sú rezistentné gény čoraz bežnejšie.
Účinok dlhodobého užívania antibiotík v poľnohospodárstve
Hlavným faktorom vo vývoji a šírení rezistencie na antibiotiká je použitie antibiotiká v poľnohospodárstve.
Stádové zvieratá sú vysoko náchylné na infekčné choroby a poľnohospodári bojujú proti riziku tým, že zvieratá chránia nízkym obsahom antibiotík. Toto neustále používanie antibiotík vedie k ideálnym podmienkam pre vývoj a šírenie rezistentných mutantných génov.
Aj keď sa niektoré z antibiotík používaných v poľnohospodárstve nepoužívajú u ľudí, horizontálny prenos génov umožnil, aby sa v antibiotikách používaných pri liečbe ľudí objavili rezistentné poľnohospodárske gény. Pokiaľ používanie antibiotík nebude drasticky obmedzené všade, vrátane poľnohospodárstva, čoraz viac typov antibiotických liekov stratí väčšinu svojej účinnosti.
Prečo je rezistencia na antibiotiká problémom?
Keď sa rozšíri rezistencia na antibiotiká, antibiotiká, ktoré sa v súčasnosti používajú, sú menej účinné. Bakteriálne kmene spôsobujúce ochorenie u konkrétnych pacientov môžu mať rôzny stupeň rezistencie na rôzne antibiotiká a liečbu je možné odložiť, kým nebude identifikované fungujúce antibiotikum.
V najhoršom prípade nefunguje ani jedno z dostupných antibiotík, a to ani pacientovo vlastné imunitný systém nemusí byť schopný bojovať s baktériami. Pacient sa stáva zdrojom baktérií rezistentných na antibiotiká, ktoré sa môžu šíriť po celej nemocnici.
Pretože antibiotiká fungujú pomocou niekoľkých rôznych spôsobov narušenia bakteriálnych funkcií, vzniká väčšina baktérií rezistencia na jeden z týchto mechanizmov, ale stále sa dá zabiť použitím iných antibiotík, ktoré fungujú inak.
Vznik tzv.super chyby„predstavuje vážny problém, pretože sa u nich vyvinula rezistencia na všetky známe antibiotiká. V tých prípadoch budú fungovať iba úplne nové antibiotiká, ktoré využívajú nové stratégie, ale také nové lieky sa nedajú rýchlo vyvinúť.
V súčasnosti zvíťazia baktérie v pretekoch tým, že si rýchlejšie vyvinú rezistenciu na existujúce antibiotiká, než objavia nové. Ak budú súčasné trendy pokračovať, doba, keď žiadne antibiotikum nezaberá proti niektorým bežným chorobám, nie je ďaleko. Choroby, ktoré sa dnes dajú ľahko vyliečiť, môžu byť smrteľné.
Prečo nové antibiotiká nemôžu vyriešiť problém
Antibiotiká napádajú fungovanie baktérií, napríklad interferujú s konštrukciou bunkovej steny alebo s DNA. Existuje obmedzený počet spôsobov, ako je možné napadnúť baktérie, a keď už existujúce útoky prestanú účinkovať, je potrebný úplne nový typ antibiotika, ktorý využíva úplne novú stratégiu.
Takéto antibiotikum v súčasnosti neexistuje a vyvíjané lieky neboli schválené ako bezpečné alebo také účinné. Zdravotnícki pracovníci čelia budúcnosti, kde antibiotiká fungujú iba v a obmedzený počet prípadov.
Prečo je potrebné obmedziť používanie antibiotík
Popri vývoji nových liekov existuje stratégia obmedzenie používania antibiotík do prípadov, keď sú skutočne potrebné, by mohlo pomôcť spomaliť ďalší vývoj bakteriálnej rezistencie. Ak bežné infekcie nie sú závažné a pacient je zdravý, často sa imunitný systém o baktérie postará a neutralizuje ich.
V poľnohospodárstve je možné chovať zdravé zvieratá v čistom prostredí pomocou postupov na znižovanie chorôb minimalizovať používanie antibiotík a obmedziť príležitosti na výber a šírenie rezistentných látok baktérie. Zdravotníci a vedci vo výskume používajú prístup založený na dvoch princípoch. Najlepším spôsobom je všeobecne obmedziť používanie antibiotík a rýchlo hľadať nové druhy antibiotík udržiavať všetkých zdravých v budúcnosti.