Бактерії є скрізь по всьому світу - від посушливих пустель до вологих печер та темних лісів. Вони можуть пристосовуватися до багатьох середовищ і в особливо великій кількості зустрічаються у багатьох тварин та навколо них, включаючи людей. Більшість цих бактерій нешкідливі, але існує безліч різних видів і велика кількість кожного виду.
Багато бактерії зустрічаються в таких місцях, як на шкірі людини та в травній системі людини. Ці бактерії допомагають підтримувати шкіру гладкою і піддатливою, а кишкові бактерії допомагають людям перетравлювати їжу. Це такі корисні бактерії які еволюціонували разом з людьми і виконують різні функції для людського організму.
Що викликають шкідливі бактерії?
Хоча більшість бактерій не викликають проблем, деякі з них є шкідливими і можуть спричинити різноманітні інфекційні захворювання. Бактеріальні захворювання такі як пневмонія раніше представляла серйозну загрозу і часто спричиняла смерть. На додаток до хвороб, бактерії також можуть викликати інфекції порізів, ран і в будь-якій іншій ситуації, коли бактерії можуть потрапити в організм через прорив шкіри.
Інфекції були свого часу серйозною проблемою, і люди могли втратити кінцівки або померти. Бактеріальні захворювання та інфекції стали набагато менш смертельними з відкриттям першого антибіотика - пеніциліну - в 1928 році.
Як використовуються антибіотики?
Антибіотики стали загальновживаними до 1940-х років. На додаток до пеніцилінбуло виявлено багато інших антибіотичних препаратів. Вони мають такий самий бактеріальний ефект боротьби з пеніциліном, але діють по-різному.
Сьогодні антибіотики широко використовуються для лікування бактеріальних захворювань та інфекцій, а також для профілактики хвороб сільськогосподарських тварин. Їх використання в охороні здоров’я людини та сільському господарстві призвело до того, що бактерії виробляють стійкі штами бактерій, які викликають стійкі до антибіотиків інфекції.
Антибіотики не ефективні проти таких бактерій, і коли люди та тварини хворіють штамами стійких бактерій, їх лікування стає все важчим. На даний момент деякі бактерії стали стійкими до деяких антибіотиків, але існує кілька штамів стійкі до антибіотиків бактерії які не реагують на лікування будь-якими протимікробними препаратами.
Лікування інфекційних захворювань та боротьба із захворюваннями в цілому стає серйозною проблемою, якщо такі стійкі до ліків бактерії стають поширеними.
Що таке антибіотики?
Антибіотики - це препарати, що виліковують бактеріальні інфекції. Вони працюють, зупиняючи розмноження бактерій або вбиваючи їх. Деякі антибіотики діють лише проти деяких видів бактерій, але антибіотики широкого спектру дії запобігати ріст багатьох видів бактерій.
Для розробки нових антибіотиків вчені перевіряють безліч різних речовин на здатність контролювати ріст бактерій та на побічні ефекти у людей. Деякі речовини вбивають бактерії, але не безпечні у використанні. Процес тестування та затвердження настільки тривалий, що лише деякі антибіотики вживають його у загальному користуванні.
Як діють антибіотики?
Антибіотики порушують деяку частину життєвий цикл бактерій так що бактерії відмирають, а інфекція зникає. Пеніцилін та інші ранні антибіотики атакували здатність бактерії будувати та відновлювати її Клітинна стінка. На відміну від людських клітин, що знаходяться всередині тіла, бактерії повинні існувати у відкритому середовищі та потребувати клітинної стінки, щоб захистити їх та зберегти клітину цілою.
Пеніциліновий тип антибіотика блокує бактеріальну клітину зв’язувати молекули разом, утворюючи її стінку. Коли Клітинна стінка погіршується, бактерія лопається і гине.
Інші антибіотики, які вбивають бактерії, атакують здатність бактерій виробляти в них білки рибосоми. Оскільки клітинам потрібні білки, щоб функціонувати, бактерії, яким заважають виробляти білки, не можуть вижити.
•••Дана Чень | Наукове
•••Дана Чень | Наукове
•••Дана Чень | Наукове
Інший тип антибіотика запобігає бактерії від розмноження. Бактерії розмножуються, роблячи копію ДНК в клітині, а потім розщеплюючи. Антибіотики порушують ДНК процес копіювання, розбиваючи нитки ДНК на шматки і не даючи клітині робити ремонт.
Без копії ДНК бактерії не можуть розщеплюватися, або якщо вона розщеплюється, дочірні клітини не можуть вижити. Використовуючи ці типи антибіотиків, медичні працівники до цього часу могли швидко і легко вилікувати бактеріальні інфекції та захворювання.
Що таке стійкість до антибіотиків?
Резистентність до антибіотиків - це розвиток бактеріальних механізмів, які перемагають руйнівну дію антибіотиків. Як результат, антибіотики, які раніше лікували певні захворювання, запобігаючи розростанню пов’язаних бактерій, більше не працюють. Така стійкість до ліків стає загальною, оскільки все більше і більше бактерій змінюється.
Навіть коли лише деякі з бактерій стійкі до використовуваного антибіотика, нестійкі бактерії знищуються, тоді як решта розмножуються, продовжуючи викликати хворобу. Коли це трапляється неодноразово, стійкі бактерії стають все більш поширеними, і частіше трапляються випадки відмови антибіотиків.
Така ситуація зараз. Якщо тенденція збережеться, зрештою більшість бактерій будуть стійкими, а антибіотики більше не будуть ефективними для контролю та профілактики захворювань.
Наприклад, кілька видів бактерій викликають пневмонію та тип антибіотика, який розпадається бактеріальні нитки ДНК для запобігання розщепленню бактерій часто використовують для контролю та лікування хвороби. Для стійких до антибіотиків бактерій ці антибіотики більше не можуть розщеплювати нитки ДНК.
Як бактерії перешкоджають дії антибіотиків?
Бактерії розробили спеціальні стратегії протидії дії антибіотиків. Деякі бактеріальні клітини змінили клітинну стінку, щоб запобігти потраплянню антибіотика. Інші викачують антибіотик, перш ніж він може завдати шкоди. Треті атакують і змінюють антибіотик, тому він більше не діє.
В основному, окремі бактерії випробували всі види стратегій, щоб вижити, і деякі виявили, що подібні механізми працюють на їх створення стійкий до специфічних антибіотиків. Бактерії можуть включати декілька з цих методів для націлювання на антибіотики, які діють по-різному.
Деякі бактерії мають багато з цих методів і стійкі майже до всіх антибіотиків.
Як поширюються стійкі бактерії?
Як тільки бактерія розробила механізм стійкості, вона виживає антибіотик тоді як всі інші бактерії гинуть. Процес лікування хвороби антибіотиками призводить до дуже сильного селекційного тиску на користь стійкості до антибіотиків. Виживають лише стійкі клітини. Потім вони можуть швидко розмножуватися і поширювати опір.
Це означає, що стійкі бактерії автоматично обираються для поширення. Якщо хворий пацієнт або тварина помирає або коли їх тілесні відходи викидаються, ці стійкі бактерії потрапляють у навколишнє середовище, де вони можуть поширити стійкі гени до інших бактерій.
Як бактерії розвивають стійкість?
Один із способів розвитку бактеріями механізмів перемоги над антибіотиками - це випадкові мутації. Хоча така мутація може мати місце лише в одній бактеріальній клітині, сильний селекційний тиск дозволяє стійкій мутації швидко поширюватися. Стійкі бактерії - це ті, які виживають і розмножуються, а потім діляться новими стійкими генами.
Коли антибіотик використовується на низьких рівнях протягом тривалого періоду, бактерії мають багато часу для мутації та поширення мутації. Чим довше використовується антибіотик у певній ситуації, тим більше шансів на мутації та розвиток стійкості бактерій.
Що сприяє стійкості до антибіотиків
Хоча випадкові генетичні мутації є першоджерелом стійкості до антибіотиків, інші фактори повинні бути присутніми і сприяти перетворенню стійкості бактерій на серйозну проблему.
Неповні курси лікування антибіотиками та тривале вживання антибіотиків може сприяти розвитку стійких клітин. Як тільки бактеріальна клітина має стійку мутацію, швидко безстатеве розмноження завдяки розщепленню та розмноженню бактеріальних клітин можна швидко збільшити кількість стійких до бактерій бактерій.
На додаток до розмноження через розщеплення клітин, бактерії мають ще один механізм поширення мутантних та стійких генів. Горизонтальний перенос генів розміщує копії фрагментів ДНК, можливо, включаючи стійкі гени, у нові клітини.
Фрагменти ДНК у формі плазмід можуть існувати поза клітинами і можуть потрапляти в нові клітини, переносячи сегменти ДНК і гени без розмноження. Це означає, що стійкі гени можуть переходити між видами або типами бактерій, якщо вони знаходяться в безпосередній близькості.
Оскільки курс лікування антибіотиками в основному повинен знищити всі хвороботворні бактеріальні клітини, щоб бути впевненими щоб жодна резистентна клітина не вижила, стає важливим, щоб завжди проводилося лікування антибіотиками у людей завершення.
На практиці деякі бактерії, не вбиті антибіотиком, можуть бути вбиті природною імунною системою, але при курсі лікування антибіотиками не завершено, і приймаються не всі дози, ризик виживання стійкої бактеріальної клітини збільшується.
Наскільки тривалий прийом антибіотиків є проблемою
Тривале використання антибіотиків, наприклад, у лікарнях, може збільшити поширення стійких бактерій. Тривале використання створює постійний етап для сильних тиск відбору. Там, де звичайний курс лікування може зайняти два тижні, протягом яких здійснюється тиск підбору та бактерії можуть мутувати, тривале застосування є постійною можливістю випадкових мутацій.
Як тільки бактерія розвиває стійкість до антибіотиків, постійне використання антибіотиків дозволяє бактерії розмножуватися та розвиватися додатково стійкі механізми. Такий же ефект має і надмірне вживання антибіотиків.
Щоразу, коли вживання антибіотиків є частим або поширюється протягом тривалого періоду, ризик поширення резистентності до антибіотиків зростає. Це особливо актуально зараз, коли стійкі гени стають все більш поширеними.
Вплив тривалого використання антибіотиків у сільському господарстві
Основним фактором розвитку та поширення стійкості до антибіотиків є використання антибіотики в сільському господарстві.
Стадні тварини дуже сприйнятливі до інфекційних хвороб, і фермери протидіють ризику, годуючи тварин низьким рівнем антибіотиків для їх захисту. Це постійне використання антибіотиків призводить до ідеальних умов для розвитку та поширення стійких мутантних генів.
Хоча деякі антибіотики, що використовуються в сільському господарстві, не використовуються у людей, горизонтальний перенос генів дозволив появі стійких генів сільського господарства в антибіотиках, що використовуються в лікуванні людей. Якщо використання антибіотиків не буде різко обмежено скрізь, у тому числі в сільському господарстві, все більше і більше типів антибіотиків втратять більшу частину своєї ефективності.
Чому стійкість до антибіотиків є проблемою?
Коли резистентність до антибіотиків поширюється, використовувані в даний час антибіотики стають менш ефективними. Штами бактерій, що спричиняють захворювання у конкретних пацієнтів, можуть мати різну ступінь стійкості до різних антибіотиків, і лікування може бути відкладено до тих пір, поки не буде визначено антибіотик, який діє.
У гіршому випадку жоден з доступних антибіотиків не працює, а сам у пацієнта імунна система може бути не в змозі боротися з бактеріями. Пацієнт стає джерелом стійких до антибіотиків бактерій, які можуть поширюватися по всій лікарні.
Оскільки антибіотики працюють із використанням декількох різних засобів, що порушують функції бактерій, більшість бактерій розвивається стійкість до одного з цих механізмів, але все ще може бути знищена за допомогою інших антибіотиків, які діють інакше.
Виникнення так званих "супер помилки"є серйозною проблемою, оскільки вони виробили стійкість до всіх відомих антибіотиків. У цих випадках будуть працювати лише абсолютно нові антибіотики, які застосовують нові стратегії, але такі нові препарати не можуть бути швидко розроблені.
На даний момент бактерії виграють гонку, розвиваючи стійкість до існуючих антибіотиків швидше, ніж виявляють нові. Якщо нинішні тенденції збережуться, час, коли жоден антибіотик не діє проти деяких загальних захворювань, не за горами. Хвороби, які сьогодні легко вилікувати, можуть стати смертельними.
Чому нові антибіотики не можуть вирішити проблему
Антибіотики атакують спосіб функціонування бактерій, наприклад, перешкоджаючи побудові клітинної стінки або ДНК. Існує обмежена кількість способів атакувати бактерії, і коли існуючі атаки вже не працюють, потрібен абсолютно новий тип антибіотика, який використовує абсолютно нову стратегію.
На даний момент такого антибіотика не існує, і ті, що розробляються, не були затверджені як безпечні чи такі ефективні. Медичні працівники дивляться у майбутнє, де антибіотики працюють лише в обмежена кількість справ.
Чому нам потрібно зменшити вживання антибіотиків
На додаток до розробки нових препаратів, існує стратегія обмеження вживання антибіотиків випадки, коли вони дійсно потрібні, можуть допомогти затримати подальший розвиток стійкості бактерій. Часто, коли поширені інфекції не є серйозними, а пацієнт здоровий, імунна система може піклуватися і знешкоджувати бактерії.
У сільському господарстві вирощування здорових тварин у чистому середовищі за допомогою методів зменшення захворювань може мінімізувати використання антибіотиків та зменшити можливості вибору та поширення резистентних бактерії. Медичні працівники та науковці використовують двосторонній підхід. Обмеження використання антибіотиків загалом та швидкий пошук нових типів антибіотиків - найкращий спосіб підтримувати здоров’я всіх у майбутньому.