Борба с бактерии и вируси: развенчаване на митове. Изучаваме и запомняме начини за справяне с различни патогенни бактерии. Разлики между вируси и бактерии

Често в рекламите можете да чуете, че буквално на всяка стъпка човек чака голям бройбактерии, които могат да причинят сериозни заболявания. Инфекцията може да възникне, ако не си измиете ръцете след посещение на тоалетната или шофиране до нея обществен транспорт. В продуктите, които не са добре измити, има много опасни бактерии. За да се намали рискът от инфекция ще позволи познаването на начините за борба с патогенните бактерии.

Какво помага в борбата

Патогенните микроби, както подсказва името, могат да причинят заболявания на различни системи на тялото:

дихателна;
пикочен,
Кожа.

Отслабен имунитет, голям брой стресови ситуацииИ високи натоварвания- това е благодатна почва за размножаване на патогенни бактерии. Лечението е доста сложно, почти винаги се предписват антибиотици.

Избор терапевтична тактика, тоест методи за борба с различни патогенни бактерии, принадлежи изключително на лекаря. Самолечението не е най-добрият начин за премахване на инфекцията.

Приемът на антибиотици се отразява негативно на работата на стомашно-чревния тракт, често причинявайки възпаление на лигавиците на органите на храносмилателната система. Следователно по-рационално решение би било да се изберат онези методи и средства за унищожаване на патогени, които намаляват вероятността от навлизането им в човешкото тяло и съответно позволяват да се спре развитието на болестта.

Превантивната, защитна програма включва следните действия:

Повечето от продуктите, от които ще се приготвя храната, трябва да бъдат стерилизирани и пастьоризирани. Известно е, че патогенните бактерии умират от излагане на високи температури. Ето защо термичен методобработката на храната е от голямо значение. Важно: ако повлияете на температурния режим от 30 до 40 ° C, но за дълъг период от време, активността на патогенните микроорганизми също спира.
Стриктно спазване на правилата за лична хигиена. Най-често инфекцията става чрез дишане, т.е. по въздушно-капков път, а също и в резултат на контакт с парапети, врати на обществени места, използване на общи прибори, хигиенни предмети с болен човек. В храната има много патогенни микроби. Ето защо, за да бъде успешна борбата с патогенните бактерии, трябва старателно да измивате ръцете си след пътуване в градския транспорт, посещение на болници, белене на зеленчуци и плодове. Също така трябва редовно да проветрявате дома си, да изтупвате килими и одеяла - надежден начинрешава много проблеми. Патогенните микроорганизми в носната кухина се унищожават чрез просто измиване с физиологичен разтвор или вода с добавяне на морска сол. Гаргара с обикн сварена вода- Надеждна защита срещу болестотворни бактерии.
Процесът на размножаване на патогенни бактерии е невъзможен, ако сурови хранисъхраняват при постоянна ниска температура. Също така е наложително да се уверите, че хладилникът е добре почистен, преди да заредите нова партида храна.
Унищожаването на патогени е възможно при условие, че бактериите навлязат в кисела или солена среда.
Мерките за борба с бактериите, които се размножават върху нещата, включват излагане на пряка слънчева светлина. За унищожаване е достатъчно да окачите дрехи и бельо на слънце за четвърт час.

Видове патогенни бактерии

Кой от методите за борба с патогенните бактерии е най-ефективен, може да се определи, ако разберете кой микроорганизъм е влязъл в тялото или продукта. Известно е, че учените изолират опортюнистични и патогенни микроби.

Условно патогенен

Към условно патогенните бактерии спадат тези, които постоянно обитават стомашно-чревния тракт, пикочно-половата система, кожата, устната кухина и назофаринкса. Заедно те образуват микрофлората човешкото тяло. Кой елемент от "характера" на бактериите - вреден или полезен - ще се прояви, се определя от много фактори. Един от тях е отслабването на имунната система на фона на множество стресове и прекомерни натоварвания. Подобно раздвояване позволи на учените да нарекат микроорганизмите опортюнистични патогени.

Стрептококите са пример за условно патогенни бактерии. Те са част от микрофлората на устната кухина и при липса на благоприятни условия не се размножават. Колкото по-често човек се прегрява, изпотява, отбелязва такова явление като запек, толкова по-голяма е вероятността стрептококите да започнат активно да се установяват в лигавиците на стомашно-чревния тракт, дихателните пътища и повърхността на кожата. Защо това е опасно за хората? На първо място, повишен риск от заболяване:

стенокардия;
бронхит;
ревматизъм;
гнойни заболявания.

Лющенето на малки плочки на кожата на главата и други части на тялото не е резултат от действието на патогенни бактерии. Това е проявление гъбична инфекция. И в този случай са необходими други методи за борба.

Ако протичащият процес на размножаване на патогенни микроби се наблюдава на фона на силно отслабване, лекарите не изключват развитието на токсичен шок. Развитието му изисква спешни и сериозни методи, методи на лечение.

Когато се активират патогенни бактерии като стрептококи, имунната система изпраща отговор, който убива микроорганизмите. Важно: опасността от стрептококова инфекция е, че тя предизвиква автоимунен отговор, който кара защитната система да възприема собствените си тъкани като чужди. Така тялото се бори със себе си. В резултат на това възникват проблеми с сърдечносъдова система, мускулно-скелетна система.

Има много начини за борба с патогенните бактерии от опортюнистичен тип. Но всички те, когато бъдат пренебрегнати, имат отрицателен ефект върху тялото. И ще трябват нови, за да се борят с тях. лекарствадруги начини за решаване на проблема.

Патогенен

Общоприето е, че тази група включва онези бактерии, които не са част от нормалната, здрава микрофлора. Някои микроорганизми обаче имат само патогенни (патогенни) форми. Например, Staphylococcus aureus. Не е спряно навреме, може да предизвика развитие на гнойни процеси. В случаите, когато синуситеподложени на такива чести патологични разстройства, като синузит, всички форми на ринит, лекарите предполагат, че пациентът е заразен със Staphylococcus aureus.

Унищожаване на патогенни микроби с помощта на специални средства в случай на инфекция с патогенни бактерии единствения начинстабилизира здравето.

Още веднъж за основното

Патогенните бактерии могат да бъдат унищожени не само чрез приемане на антибиотици, предписани изключително от лекар след подробен преглед. По най-добрия начинборбата с патогенните бактерии - профилактика.

Бактериите присъстват навсякъде: във водата, почвата, въздуха и, разбира се, човешкото тяло. Без тези невидими за невъоръжено око същества животът просто не би съществувал. Много е просто: бактериите са съставен елементнормалното съществуване на всички живи същества.

Наличието на редица бактерии в човешкото тяло е абсолютно нормално и естествено.. Какви бактерии са патогенни и каква вреда могат да причинят на човешкото здраве?

Видове патогенни бактерии

Патогенните бактерии се разделят на две големи групи:

обикновени бактерии, които са постоянно в устната кухина, червата, вагината, но поради увеличаване на броя, те увреждат човек с голямо количество секрети в резултат на жизненоважна дейност;
патогенни бактерии, които малки количествапричиняват значителна вреда на човешкото здраве.

Първата група включва бактерии от различни видове, които мирно съжителстват в човешкото тяло, без да се проявяват по никакъв начин и без да причиняват вреда. Но когато условията се променят (намаляват защитни функцииорганизъм), заобикаляща средастава благоприятно, започва активно размножаване и увеличаване на числеността, в резултат на което отделените отпадъчни продукти и отрови тровят човешкия организъм. Например, всички жени са добре познати вагинална млечница, която се причинява от растящи дрожди бактерии от рода Candida. С отслабена имунна система, пиене на курс от антибиотици, промяна хормонален фон, тихо седящите бактерии излизат извън контрол, което води до неприятно бяло течение с остър кисела миризма.

Има и условно патогенни бактерии, които в малки количества не могат да навредят на здравето. Но при благоприятни условияС нарастването на населението се появяват болести. Например уреоплазмата се съдържа във всеки от нас. Но не всеки се сблъсква опасна болестуреоплазмоза. Дори след като положителен анализтази бактерия трябва да се гледа по броя на колонията, а не по присъствие в организма. Ако има увеличение на броя, тогава трябва да се предпише лечение.

Най-опасните бактерии

Има патогенни за хората бактерии, с които е необходимо да се води тежка борба. Това е за:

за ешерихия коли, която може да причини не само хранително отравяне, диария, повръщане, но също сериозно заболяване чревния тракт;
за спирохети, навлизането в тялото на които е изпълнено с развитието на тиф и сифилис;
за шегела, от която хората се разболяват от дизентерия;
за микобактериите, които причиняват много видове туберкулоза и проказа;
за микоплазмата и пневмонията, която причинява;
за бацили, резултатът от въвеждането на които ще бъде тетанус и антракс;
за листерията и развитието на листериозата;
за вибрионите и холерата и виброзата, които причиняват;
за клостридии, които провокират появата на ботулизъм;
за пиогенни бактерии, които причиняват сепсис и конюнктивит;
за коки и техните разновидности (стафилококи, стрептококи, менингококи, пневмококи);
за салмонела, които са опасни за развитието на салмонелоза, паратиф, коремен тиф.

Разбира се, това не е пълен списък на патогенните бактерии, тъй като те са многобройни, но в същото време са склонни да се променят, което значително усложнява процеса на борба с тях.

Начини за борба с вредните бактерии

От древни времена човекът се опитва да намери контрол над вредните бактерии, но не винаги успява да овладее тези незначителни живи същества. Основните начини за борба с патогенните бактерииса:

провеждане на образователна работа сред населението за заболявания, които могат да бъдат причинени от различни видове бактерии (курс по биология в училищата, лекции, визуални и образователни методи под формата на плакати, бележки, предупреждения);
развитието на бактериалната медицина, идентифицирането на методи за унищожаване на вредни протозои, разработването на ваксини, серуми;
развитие на фармацевтични продукти;
развитие на съзнателно отношение към проблема с бактериалната инфекция (навременно обжалване на лечебни заведенияпредпазни мерки и лична хигиена).

Медицината се справи и взе под строг контрол много вредни бактерии, като едра шарка, антракс, чума, но днес няма 100% гаранция, че тези протозои няма да могат да мутират и да се появят в нови форми.

Предпазни мерки

Колкото и банално да звучи, но всеки човек до известна степен може да се погрижи за собствената си безопасност по отношение на злонамерени протозои. Не трябва да се подценява значението на спазването на мерките за контрол (иначе превантивни) срещу патогенни бактерии. Всичко е толкова просто, колкото два пъти две и колко проблеми са защитени от:

познаване на хигиенните правила и тяхното спазване;
не нарушавайте схемата на ваксиниране, разработена от СЗО, давайте деца от раждането до зряла възраст, възрастните не трябва да отказват ваксинация срещу тетанус, както и всякакви екзотични заболявания, които могат да бъдат хванати в горещи страни;
пийте само от доказани водоизточници;
самостоятелно се грижи за качеството на водата в къщата (инсталиране на филтри, кипене, утаяване);
спазвайте режими топлинна обработкамесо, риба, не трябва да купувате храна на непроверени места (спонтанни пазари, съсед от селото донесе яйца, които могат да станат източник на салмонела), внимавайте с консервите и сроковете на годност на стоките.

Топ 5 неща, които бактериите не харесват

Най-често срещаните, макар и доста ефективни методи за борба с патогенните бактерии, са:

пастьоризация;
стерилизация;
охлаждане;
прав слънчеви лъчи;
солени или киселинни среди.

Да не забравяме да добавим и дезинфекция на помещенията, Свеж въздух, лична хигиена, кипене. Основното нещо, което трябва да запомните е, че човек не може сам да се излекува от пневмония или туберкулоза, но е възможно да се вземат всички възможни мерки, за да не се разболеете или да допуснете тези неканени гости в тялото си.

Бактериите играят много важна роля в живота на планетата, съдейки по последните изследвания, решаваща роля. Следователно пълното унищожаване на всички бактерии или бактерии, които живеят вътре в нас, всъщност е самоубийство. Но ако просто се интересувате от начини за унищожаване на бактерии, защото искате да се чувствате превъзходни или просто изпитвате жажда за насилие, тогава ще се опитам да говоря за тях.

1.Температура. При различни бактерииразличен оптимална температура, но трябва да разберете, че минимумът е някъде около 0 градуса, а максимумът е около 70. Но това е температурата, при която живеят и се размножават, трябва да запомните, че дори кратко кипене може да не убие бактериалните спори. Ако загреете предмет за 1-2 часа при температура 180-200 градуса, тогава бактериите там определено ще умрат. Замразяването, за съжаление, не убива всички бактерии.

2.Светлина. Тук със сигурност не говорим за видимия спектър, а по-скоро за ултравиолетовия. Бактериите са повече или по-малко устойчиви на всеки фактор, в зависимост от вида. Интензивното инфрачервено лъчение също не е добро, но точка 1 е по-вероятна тук.

3. Радиация. Бактериите също се влияят от йонизиращо лъчение. Радиацията причинява промени в генома, които са несъвместими с живота във високи дози. Има, както обикновено, по-стабилни и по-малко стабилни. Мой колега радиационен биолог каза, че дори има стерилизатори, базирани на йонизиращо лъчение. Смъртоносните дози за бактериите са хиляди пъти по-високи от тези за бактериите.

4. Налягане. Бактериите умират при много високо налягане, но осмотичното налягане буквално разбива клетката.

5. Ултразвук и вибрации. Той причинява денатурация на протеини и разрушаване на клетките. Има дори ултразвукови стерилизатори. Трябва да се разбере, че е важна определена честота, а не телефонен високоговорител с аудиозапис.

6. Някои бактерии не понасят изсушаване. Но не очаквайте, че като изсушите нещо, ще го изчистите от бактерии, клостридиите в състояние на спори ще се чувстват добре. Не е много готино, но добре.

7 Ph. Бактериите живеят перфектно различни видовесреди, но няма универсални организми, така че изместването на Ph към киселинната или алкалната страна може да ги убие.

8. Активни форми на кислорода. Използва се активно от нашата имунна система за убиване на чужди клетки. Основен пример е водородният пероксид. Въпреки че има други форми на супероксиден анион и т.н.

8А Кислород. Като цяло доста токсичен. За да го използваме, имаме ензима рубиско, но бактериите, които живеят в безкислородна среда, го нямат (анаероби).

9. Антибиотици. Много преди откриването им от А. Флеминг и след Зинаида Ермолиева. Антибиотиците са били използвани в битката между бактерии и гъбички.

10.Метални йони. Те се свързват с протеините и предизвикват тяхната денатурация.

11. Куп различни антисептици. Всички видове алкохоли, пероксимеди и т.н. Няма смисъл да изброявате всичко, вие сами можете да посочите дузина.

12. Фитонциди. Вещества, извлечени от растения с антибиотични свойства.

13. Бактериофаги. Бактериалните вируси се използват активно в диагностиката и дори в лечението. Механизмът на действие е в много отношения подобен на нашите вируси, разликата е, че те не действат върху нас, а само върху бактериите. Те обикновено са специфични за определена бактерия.

14. Други бактерии. И си помисли, че са танцували заедно? Също така се случва метаболитните продукти на едни бактерии да убиват други. Вече казах антибиотици. Но не забравяйте, че цианобактериите по едно време убиха повечето от анаеробните бактерии, глупаво поради факта, че създадоха кислородна атмосфера.

Ето такъв справочник на маниак се оказа. Може да съм забравил нещо, но това определено е достатъчно за няколко филма на ужасите.

Мислехме, че след откриването на пеницилина вече няма да се страхуваме от микроби. Но сгрешихме. Това е като истинска война. Човекът изобретява нови средства за защита срещу бактериални атаки. В отговор микроорганизмите подобряват оръжията, обучават бойци, използват камуфлажни и саботажни групи. Проблемът с устойчивите на антибиотици инфекции стана толкова сериозен, че наскоро му беше посветена специална сесия на Общото събрание на ООН. Според представените данни най-малко 700 000 души умират всяка година поради резистентни към лекарства инфекции. Неразрушимите микроби са наравно с глобалното изменение на климата и други проблеми в планетарен мащаб.

Метицилин-резистентният Staphylococcus aureus (MRSA) е бактерия, която е резистентна към много антибиотици (особено пеницилини). Причинява тежка пневмония и сепсис. Разбира се, в действителност микробът не изглежда точно така: злобната усмивка е фантазия на художника. Снимка: "Котката на Шрьодингер"

През зимата на 2003 г. Рики Ланети, успешен 21-годишен футболист, получава кашлица и след това гадене. Няколко дни по-късно майката на Рики принудила сина си да отиде на лекар. Всички симптоми сочеха към грипен вирус, затова не предписа антибиотици на Рики, защото те убиват бактериите, а не вирусите. Но болестта не изчезва и майката завежда Рики в местна болница - по това време бъбреците на младия мъж вече отказват. Предписаха му два силни антибиотика цефепим и ванкомицин. Но по-малко от ден по-късно Рики почина. Тестовете разкриха, че убиецът е метицилин-резистентен Staphylococcus aureus (MRSA), токсична бактерия, която е устойчива на множество антибиотици.

Щамове като MRSA сега се наричат супермикроби. Подобно на героите на ужасите, те мутират и придобиват суперсили, които им позволяват да се противопоставят на враговете си - антибиотиците.

Краят на ерата на антибиотиците

През 1928 г., след като се завръща от ваканция, британският биолог Александър Флеминг открива, че чашите на Петри с бактериални култури, които той оставя по невнимание, са обрасли с плесен. Нормален човекЩях да го взема и да го изхвърля, но Флеминг започна да изучава какво се случва с микроорганизмите. И разбрах, че на местата, където има мухъл, няма бактерии стафилококи. Така е открит пеницилинът.

Флеминг пише: „Когато се събудих на 28 септември 1928 г., със сигурност не планирах да направя революция в медицината, като открия първия в света антибиотик, но вярвам, че точно това направих.“ Британският биолог за откриването на пеницилина през 1945 г. получава Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Хауърд Флори и Ернст Чейн, които разработват технологията за пречистване на веществото).

Съвременният човек е свикнал, че антибиотиците са достъпни и надеждни помощници в борбата с инфекциозни заболявания. Никой не се паникьосва от възпалено гърло или драскотина по ръката. Въпреки че преди двеста години това може да доведе до сериозни проблемиздраве и дори смърт. 20-ти век е ерата на антибиотиците. Заедно с ваксинацията те спасиха милиони, може би дори милиарди хора, които със сигурност биха умрели от инфекции. Ваксините, слава Богу, работят правилно (лекарите не се замислят сериозно върху социалното движение на борците с ваксините). Но ерата на антибиотиците изглежда е към своя край. Врагът идва.

Как се раждат супермикробите

Едноклетъчните същества започнаха да изследват планетата първи (преди 3,5 милиарда години) - и непрекъснато се биеха помежду си. Тогава се появиха многоклетъчни организми: растения, членестоноги, риби ... Тези, които запазиха статута на едноклетъчни, си помислиха: какво ще стане, ако сложим край на гражданските борби и започнем да завладяваме нови територии? Вътре многоклетъчното е безопасно и има много храна. Атака! Микробите се местят от едно същество на друго, докато стигнат до човек. Вярно е, че ако някои бактерии са били "добри" и са помогнали на собственика, тогава други са причинили само вреда.

Хората се противопоставиха сляпо на тези „лоши“ микроби: въведоха карантина и практикуваха кръвопускане ( за дълго времетова беше единственият начин за борба с всички болести). И едва през XIX век става ясно, че врагът има лице. Ръцете започнаха да се мият, болниците и хирургическите инструменти започнаха да се третират с дезинфектанти. След откриването на антибиотиците изглеждаше, че човечеството получи надеждни средствабори се с инфекциите. Но бактериите и другите едноклетъчни организми не искали да напуснат топлото място и започнали да придобиват резистентност към лекарствата.

Един супермикроб може да устои на антибиотик по различни начини. Например, той е в състояние да произвежда ензими, които разграждат лекарството. Понякога той просто има късмет: в резултат на мутации мембраната му става неуязвима - обвивка, върху която лекарствата са нанасяли съкрушителен удар. Резистентните бактерии се раждат по различни начини. Понякога, в резултат на хоризонтален трансфер на гени, вредните за хората бактерии заемат от полезни инструментилекарствена защита.

Друго, по-реалистично изображение на резистентност към метицилин Стафилококус ауреус(MRSA). Всяка година се разпространява все по-широко, особено в болниците и сред хора с отслабена имунна система. Според някои доклади в Съединените щати този микроб убива около 18 хиляди души всяка година (точният брой на болните и починалите все още не може да се определи). Снимка: "Котката на Шрьодингер"

Понякога човек сам превръща тялото си в център за обучение на бактерии убийци. Да кажем, че лекуваме пневмония с антибиотици. Лекарят предписа: трябва да приемате лекарството в продължение на десет дни. Но на петия всичко изчезва и решаваме, че е достатъчно да отровим тялото с всякакви гадости и да спрем да го приемаме. На този етап вече сме убили някои от бактериите, които са най-малко устойчиви на лекарството. Но най-силните останаха живи и успяха да се размножават. И така, под нашето строго ръководство, естественият подбор започна да работи.

"Лекарствената резистентност е естествен феномен на еволюцията. Под въздействието на антимикробните средства най-чувствителните микроорганизми умират, а резистентните остават. И започват да се размножават, предавайки резистентност на потомството си, а в някои случаи и на други микроорганизми", обяснява в. Световна здравна организация.

Едноклетъчна атака

През есента на 2016 г. в Ню Йорк се провежда заседание на Общото събрание на ООН, на което присъстват представители на 193 държави, тоест всъщност цялата планета. Обикновено тук се обсъждат въпроси на войната и мира. Но сега не говорим за Сирия, а за микроби, които са развили резистентност към лекарствата.

Прогнозата е мрачна. "Става все по-трудно за пациентите да се възстановят от инфекции, тъй като нивото на резистентност на патогените към антибиотици и, дори по-лошо, резервните антибиотици непрекъснато нараства. В комбинация с изключително бавното разработване на нови антибиотици, това увеличава вероятността респираторните и кожни инфекции, инфекции пикочните пътищакръвообращението може да стане нелечимо и следователно фатално“, обяснява д-р Недрет Емироглу от Европейския офис на СЗО.

Определено бих добавил маларията и туберкулозата към този списък с болести. През последните години борбата с тях става все по-трудна, тъй като патогените са станали резистентни към лекарствата, уточнява Юрий Венгеров.

Кейджи Фукуда, помощник генерален директор на СЗО по здравна сигурност, казва приблизително същото: „Антибиотиците губят своята ефективност, така че общи инфекциии малки наранявания, които са лекувани в продължение на десетилетия, сега могат да убиват отново."

Модел на бактериофаг, който инфектира микроб. Тези вируси нахлуват в бактериите и причиняват техния лизис, тоест разтваряне. Въпреки че бактериофагите са открити в началото на 20 век, те едва сега са включени в официалните медицински справочници. Снимка: "Котката на Шрьодингер"

Бактериите започнаха да се съпротивляват особено ревностно, когато антибиотиците започнаха да се използват в големи количества в болниците и в селското стопанство, уверява биохимикът Константин Мирошников (доктор по химия, ръководител на лабораторията по молекулярно биоинженерство на Института по биоорганична химия на името на академиците М. М. Шемякин и Ю. .А.Овчинников RAS). - Например, за да спрат болестите по пилетата, фермерите използват десетки хиляди тонове антибиотици. Често за профилактика, което позволява на бактериите да опознаят по-добре врага, да свикнат с него и да развият резистентност. Сега употребата на антибиотици започна да се ограничава със закон. Вярвам, че публичното обсъждане на подобни въпроси и по-нататъшното затягане на закона ще забави растежа на резистентните бактерии. Но те няма да бъдат спрени.

Възможностите за създаване на нови антибиотици са почти изчерпани, а старите се провалят. В един момент ще се окажем безсилни срещу заразите – признава Юрий Венгеров. - Важно е също да се разбере, че антибиотиците се превръщат в лекарства само когато има доза, която може да убие микробите, но не и да навреди на човека. Вероятността за намиране на такива вещества е все по-малка.

Врагът победи ли?

Световната здравна организация периодично публикува изявления за паника: те казват, че антибиотиците от първа линия вече не са ефективни, по-модерните също са близо до капитулация и все още не са се появили фундаментално нови лекарства. Загубена ли е войната?

Има два начина за борба с микробите, - казва биологът Денис Кузмин (доктор по биология, служител на Образователния и научен център на Института по биоорганична химия на Руската академия на науките). - Първо, да се търсят нови антибиотици, които да въздействат на конкретни организми и мишени, защото именно антибиотиците от "голям калибър", които влияят на цял куп бактерии наведнъж, предизвикват ускорен растеж на резистентността. Например, възможно е да се проектират лекарства, които започват да действат само когато се погълне бактерия с определен метаболизъм. Освен това производителите на антибиотици - произвеждащи микроби - трябва да се търсят на нови места, по-активно да използват природни източници, уникални географски и екологични зони на тяхното местообитание. Второ, трябва да се разработят нови технологии за получаване и култивиране на производители на антибиотици.

Тези два метода вече се прилагат. Разработват се нови методи за намиране и тестване на антибиотици. Микроорганизмите, които могат да се превърнат в ново поколение оръжия, се търсят навсякъде: в гниещи растителни и животински останки, тиня, езера и реки, въздух ... Например учените успяха да изолират антимикробно вещество от слузта, която се образува върху кожата на жаба. Спомняте ли си древната традиция да слагате жаба в кана с мляко, за да не вкисне? Сега този механизъм е проучен и се опитват да го пренесат в медицинската технология.

Друг пример. Съвсем наскоро руски учени от Изследователския институт за откриване на нови антибиотици. G.F. Гауз изследва обитателите на ядливите гъби и открива няколко потенциални източника на нови лекарства.

Учените от Новосибирск, работещи в руско-американската лаборатория по биомедицинска химия на ICBFM SB RAS, тръгнаха по обратния път. Те успяха да разработят нов клас вещества - фосфорилгуанидини (трудно се произнася и не е лесно да се напише). Това са изкуствени аналози на нуклеинови киселини (по-точно техни фрагменти), които лесно проникват в клетката и взаимодействат с нейната ДНК и РНК. Такива фрагменти могат да бъдат създадени за всеки специфичен патоген въз основа на анализа на неговия геном. Проектът се ръководи от американеца Сидни Алтман (победител Нобелова наградапо химия 1989 (заедно с Томас Чек). Професор в Йейлския университет. През 2013 г. получава руска мегагрант и започва работа в института химическа биологияи фундаментална медицина SB RAS).

Но най-популярните области за намиране на лекарства срещу инфекции са бактериофагите и антимикробните пептиди.

Съюзници от локвата

От птичи поглед сградата на IBCh RAS изглежда като двойна спирала на ДНК. А точно пред портата стои неразбираема скулптура. Табелката обяснява, че това е комплекс от антибиотика валиномицин с калиев йон в средата. Преди 50 години служителите на института разбират как металните йони се свързват един с друг и как след това преминават през клетъчната мембрана благодарение на йонофорите.

Сега ИБХ работи и по друга тема - бактериофагите. Това са специални вируси, които избирателно атакуват бактериите. Ръководителят на лабораторията по молекулярно биоинженерство Константин Мирошников нежно нарича своите отделения за бактериофаг животни.

Фагите са добри и в същото време лоши, защото действат върху определен патоген. От една страна, ние се стремим само към онези микроби, които пречат на живота и не пречат на останалите, а от друга страна, отнема време, за да намерим правилния фаг, което обикновено не е достатъчно, - ръководителят на лабораторията усмивки.

Във всяка локва има и бактерии, и бактериофаги. Те непрекъснато се бият помежду си, но в продължение на милиони години нито една от страните не може да победи другата. Ако човек иска да преодолее бактериите, които атакуват тялото му или картофите в склад, повече от съответните бактериофаги трябва да бъдат доставени до мястото на размножаване на бактерии. Ето една метафора например: когато устроиха крайбрежието на Златни пясъци в България, имаше много змии, после докараха много таралежи и бързо промениха баланса на фауната.

Преди две години започнахме да си сътрудничим със земеделския парк Рогачево близо до Дмитров. изпълнителен директорорганизация Александър Чуенко е бивш инженер по електроника и просветен капиталист, който не е чужд на научния подход, - казва Константин. - Реколтата от картофи беше изядена от пектолитични бактерии - меко гниене, което живее в складовете. Ако проблемът не бъде решен, картофите бързо се превръщат в тонове миризлива каша. Третирането на картофи с фаги поне рязко забавя развитието на инфекцията - продуктът запазва вкуса и представянето си по-дълго както при съхранение, така и на рафтовете на магазините. В същото време фагите атакуваха гнилостните микроби и се биоразградиха - разпаднаха се на ДНК частици, протеини и отидоха да хранят други микроорганизми. След успешни тестове ръководството на няколко големи земеделски комплекса се заинтересува от такава биозащита на реколтата.

Как успяхте да намерите правилните бактериофаги и да ги превърнете в антидот? — питам, поглеждайки към фага с играчки върху купчината книги.

Да търся там класически методдвоен агар. Първо поставете вид морава от бактерии върху първия слой агар в петриево блюдо, налейте вода от локвата отгоре и покрийте с втори слой агар. След известно време на тази кална поляна се появява чисто място, така че фагът е изял бактерията. Ние изолираме фага и го изследваме.

Лабораторията на Мирошников, заедно с руски и чуждестранни колеги, получи грант от Руската научна фондация за изследване и диагностика на патогени по картофите. Има върху какво да се работи: растителните бактерии са изследвани много по-зле от човешките. Въпреки това, с нашето тяло също, много неясни. Според учените лекарите не изследват човек по този начин: всички тестове и изследвания са пригодени за антибиотици, а за фаготерапията са необходими други методи.

Фаготерапията не е лекарство в сегашния смисъл, а по-скоро комплексна услуга, която включва бърза диагностикаи селекция правилният инструментсрещу специфичен патоген. В Русия фаговите препарати са включени в списъка лекарствано не е споменато в насоките за терапевти. Така че лекарите, които са в темата, са принудени да използват фаги на собствена опасност и риск. А в Полша, например, законът казва, че ако пациентът не може да бъде излекуван чрез традиционна медицина, основана на доказателства, можете да използвате поне танци с тамбура, дори хомеопатия, дори фаготерапия. А в института Hirschfeld във Вроцлав фагите се използват като персонализирана медицинска помощ. И то с голям успех дори при напреднали гнойни инфекции. Използването на фаги е научно обоснован и биологично разбираем, макар и не банален метод, обобщава Мирошников.

Пептидите са група вещества, съставени от аминокиселинни остатъци. Напоследък учените все повече разглеждат пептидите като основа за бъдещи лекарства. Не става въпрос само за антибактериални средства. Например в Московския държавен университет. М.В. Ломоносов и Изследователският институт по молекулярна генетика на Руската академия на науките създадоха пептидно лекарство, което нормализира мозъчната функция, подобрява паметта, вниманието и устойчивостта на стрес. Снимка: "Котката на Шрьодингер"

А ето и новините от наукограда Пущино. Учени от филиала на IBCh RAS, Института по теоретична и експериментална биофизика на RAS и Института по биохимия и физиология на микроорганизмите. Г.К. Скрябин РАН изследва как ензимът на бактериофага Т5 действа върху E. coli. Тоест те са работили не със самите бактериофаги, а с техните ензимни протеини. Тези ензими разрушават клетъчните стени на бактериите – те започват да се разтварят и умират. Но някои микроби имат силна външна мембрана и този метод не им действа. В Пущино решават да привлекат вещества, които повишават пропускливостта на мембраната, за да помогнат на ензима. В резултат на експерименти върху клетъчни култури колиучените са установили, че заедно ензимът и агентът унищожават бактериите много по-ефективно, отколкото поотделно. Броят на оцелелите клетки е намален почти милион пъти спрямо контролния експеримент. Евтините обикновени антисептици като хлорхексидин бяха използвани като помощно вещество и то в много ниски концентрации.

Фагите могат да се използват не само като лекарство, но и като средство за повишаване на ефективността на ваксинациите.

Като част от проект, подкрепен от Министерството на образованието и науката на Русия, ние ще използваме протеини на бактериофаг за подобряване на имуногенните свойства на изкуствен антиген, - казва микробиологът Андрей Летаров (доктор по биология, ръководител на лабораторията за вируси на микроорганизми в Института по микробиология на С. Н. Виноградски, Федералния изследователски център по биотехнологии на Руската академия на науките). - За това фрагменти от антигена по методи генното инженерствоомрежени с някои протеини на бактериофаги, които могат да се сглобяват в подредени структури, като тубули или сфери.

Както обяснява ученият, такива структури по своите свойства приличат на частици от патогенни вируси, въпреки че всъщност не представляват никаква опасност за хората и животните. Имунната системамного по-лесно разпознава такива вирусоподобни частици и бързо развива антитяло. Това е начинът да се създаде подобрена ваксина, която в допълнение към традиционната дългосрочна защита ще осигури бърз защитен ефект за предотвратяване на разпространението на болестта във фокуса на инфекцията.

Имунитет срещу червеи и прасета

Павел Пантелеев, младши научен сътрудник в Учебно-научния център на Института по биоорганична химия на РАН (доктор по химия), обича да кара колело в планината. Освен това обича да изучава морските безгръбначни, по-точно техните антимикробни пептиди, които ежедневно се борят с бактериите в живите организми. Пептидите са по-малките братя на протеините: те също се състоят от аминокиселини, само че има не повече от петдесет от тях, а в протеините има стотици и хиляди.

В началото на всяка статия за пептидите пише нещо подобно: "Има спешна нужда от създаване на нови антибиотици, защото старите вече не действат поради резистентност. А антимикробните пептиди имат прекрасен имот- резистентност от страна на бактериите се развива към тях много трудно.“Образователният и научен център, в който работя, търси пептиди, които да ни позволят да устоим патогенни микроорганизми, казва Павел.

Днес са известни повече от 800 такива пептида, но всички те не работят при хора. Пептидните лекарства се провалят отново и отново клинични изпитвания: не е възможно да се намерят стабилни структури, които биха точното количестводойде на правилното място и не се обади странични ефекти. Те са склонни да се натрупват в тялото: например, те могат да убият инфекцията, но не излизат с урината, а остават в бъбреците.

Изучаваме морски анелидиказва Павел. - Заедно с колеги от Института по експериментална медицина изолирахме два пептида от червеите Arenicola marina (морски пясъчен червей) и ги изследвахме. Когато бях аспирант, все пак ходихме на Бяло море за червеи, но в тях не бяха открити нови пептиди. Разбира се, това може да се дължи на несъвършенството на техниката за търсене, но най-вероятно този червей наистина има само два пептида и това е достатъчно, за да се защити срещу патогени.

Защо червеи, по-лесни ли са за изследване?

Факт е, че съществува концепция, според която древните безгръбначни имат система вроден имунитеттрябва да бъде много силен, тъй като много от тях живеят в не най-благоприятните условия на местообитание и все още съществуват. Сега един от обектите на моето изследване са пептидите от рак подкова.

Павел вади телефона си и показва нещо с черупка на костенурка и куп отвратителни крака на раци. Това може да се види само във филм на ужасите или в лош сън.

Бактериофаг. Реалната му височина е около 200 нанометра. Удебелението на върха се нарича глава. Съдържа нуклеинова киселина. Снимка: "Котката на Шрьодингер"

Няма значение обаче какво учиш, червеи, подкови или прасета, продължава Павел. - Във всички организми ще изследвате едни и същи тъкани и клетки, където се намират пептидите. Например кръвните клетки са неутрофили при бозайници или хемоцити при безгръбначни. Въпреки че не е известно защо, могат да се излагат само хипотези, включително игриви. Прасето не е особено чисто животно, затова има нужда от повече протектори, които да предотвратят бактериите от калната му баня да заразят тялото с нещо. Но има и универсален отговор: във всеки случай има толкова пептиди, колкото са необходими за защита на тялото.

Защо пептидите са по-добри от антибиотиците?

Пептидите са умело подредени. За разлика от антибиотиците, които по правило действат върху специфична молекулярна мишена, пептидите са вградени в бактериалната клетъчна стена и образуват специални структури. В крайна сметка клетъчната мембрана се разпада под тежестта на пептидите, нашествениците влизат вътре и самата клетка експлодира и умира. Освен това пептидите действат бързо и еволюцията на мембранната структура е много неблагоприятен и сложен процес за бактериите. При такива условия вероятността от развитие на резистентност към пептиди е сведена до минимум. Между другото, в нашата лаборатория пептидите се изследват не само от животни, но и от растения, например защитни съединения с протеиново-пептидна природа от леща и копър. На базата на подбрани природни образци създаваме нещо интересно. Полученото вещество може да е хибрид - нещо средно между пептид на червей и подковонос, уверява Павел.

P.S.

Да се надяваме, че след пет, десет или двадесет години ще настъпи нова ера на микробния контрол. Бактериите са хитри създания и може би ще създадат още по-мощни средства за защита и атака в отговор. Но науката няма да стои неподвижна, така че в тази надпревара във въоръжаването победата все още ще остане за човека.

Човек и бактерии. Метафори

приятели

Членове на персонала- Бактерии, които живеят в тялото ни. Според някои оценки общата им маса е от един до три килограма, а по брой са повече от човешките клетки. Те могат да бъдат използвани в производството (производство на витамини), преработвателната промишленост (смилане на храна) и военните (в нашите черва тези бактерии потискат растежа на своите патогенни двойници).

Експерти по храна за гости- млечнокиселите и други бактерии се използват за производството на сирене, кефир, кисело мляко, хляб, кисело зелеи други продукти.

Двойни агентиПо принцип те са врагове. Но успяха да ги вербуват и принудят да работят за нуждите на нашата отбрана. Говорим за ваксинации, тоест за въвеждане на отслабени варианти на бактерии в тялото.

Осиновени деца- това вече не са бактерии, а части от нашите клетки - митохондрии. Някога те са били независими организми, но проникващи през клетъчната мембрана, загубиха своята независимост и оттогава редовно ни доставят енергия.

Военнопленници- генетично модифицираните бактерии се използват за производството на лекарства (включително антибиотици) и много други полезни вещества.

Врагове

Пета колона- някои бактерии, които живеят в нашето тяло или върху кожата, в нормална ситуация могат да бъдат съвсем безобидни. Но когато тялото е отслабено, те с хитрост вдигат въстание и преминават в настъпление. Те се наричат още опортюнистични патогени.

отбранителни крепости- колонии от бактерии, които се покриват със слуз и филми, които предпазват от действието на лекарствата.

Бронирана пехота- сред бактериите, устойчиви на антибиотици, има такива, които могат да направят външната си обвивка непроницаема за лекарствените молекули. Силата на пехотата е скрита в липополизахаридния слой. След като бактериите умрат, този слой мазнини и захар навлиза в кръвта и може да причини възпаление или дори септичен шок.

Учебни бази- ситуации, в които оцеляват най-устойчивите и опасни щамове. Такава база за обучение на бактериални специални сили може да служи като човешко тяло, което нарушава курса на приемане на антибиотици.

Химическо оръжие- някои бактерии са се научили да произвеждат вещества, които разграждат лекарствата, лишавайки ги лечебни свойства. Например ензимите от групата на бета-лактамазите блокират действието на антибиотиците от групата на пеницилините и цефалоспорините.

Прикриване- микроби, които променят външната обвивка и протеиновия състав, така че лекарствата да не ги забелязват.

троянски кон- някои бактерии използват специални трикове, за да победят врага. Например, причинителят на туберкулозата (Mycobacterium tuberculosis) е в състояние да проникне вътре в макрофагите - имунни клетки, които улавят и усвояват блуждаещите болестотворни бактерии.

супер войници- тези всемогъщи бактерии не се страхуват от почти никакви лекарства.

Десет заповеди за антибактериално поведение

1. Ваксинирайте се своевременно.

2. Използвайте антимикробни средства само когато са предписани от лицензиран лекар.

3. Още веднъж: не се самолекувайте с антибиотици!

4. Не забравяйте, че антибиотиците не помагат срещу вируси. Лекуването им с грип и много видове "настинки" е не само безполезно, но и вредно. Изглежда, че това се прави в училище, но по време на проучването на VTsIOM въпросът "Съгласни ли сте с твърдението, че антибиотиците убиват вируси, както и бактерии?" 46% от анкетираните са отговорили с "да".

5. Приемайте лекарството точно в тези дози и толкова дни, колкото е предписал лекарят. Не спирайте приема дори когато се чувствате здрави. "Ако не завършите лечението, има риск антибиотиците да не убият всички бактерии, които са причинили заболяването ви, тези бактерии да мутират и да станат резистентни. Това не се случва във всеки случай - проблемът е, че не знаем кой може да прекрати лечението преждевременно и без последствия“, признават експертите на СЗО.

6. Никога не споделяйте антибиотици.

7. Не използвайте предварително предписани и останали след прием антибиотици.

8. Измийте ръцете си. Пийте само чиста вода.

9. Използвайте предпазни средства по време на полов акт.

10. Избягвайте близък контакт с пациенти. Ако самият вие се разболеете, проявете благородство - не се опитвайте да заразите своите съученици, състуденти или колеги. Искам да кажа, остани си вкъщи.