Антибиотики – война миров

Всего каких-то 70 лет назад люди массово погибали от пневмонии и флегмоны, перитонита и сепсиса. Безусловно, все эти заболевания можно назвать очень серьезными и опасными, но сегодня вероятность умереть от воспаления легких сводится к ничтожной цифре 0,02 – 0,03%. Причиной резкого снижения числа смертей от болезней инфекционного генеза стало изобретение антибиотиков.

Без объявления войны

Люди стали наступать на ряды представителей микромира поскольку эти самые представители, так называемые патогенные или условно-патогенные микроорганизмы зачастую ведут совершенно паразитический образ жизни внутри или снаружи организма хозяина, то есть человека, вызывая у него самые разные болезни – от сальмонеллеза до банальной ангины.

История открытия антибиотиков, безусловно, началась с открытия, собственно, самих бактерий – объекта воздействия для этого мощного оружия. Трудно поверить, но бактерии были открыты в 17 веке, а точнее, в 1676 году голландский ученый-натуралист Антони ван Левенгук сумел рассмотреть их в оптический микроскоп и описать, назвав «анималькури». Так он называл все микроскопические организмы. Во второй половине века 19-го Луи Пастер, чье имя увековечено словом «пастеризация», начал изучать физиологию и метаболизм бактерий, и пришел к выводу, что микроорганизмы способны вызывать болезни у человека и животных.

Далее пошел знаменитый нобелевский лауреат и первооткрыватель туберкулезной палочки Роберт Кох – он сформулировал «Постулаты Коха» - принципы, согласно которым микроб прекращает быть просто микробом и становится возбудителем заболевания. Дальнейшее изучение микроорганизмов и развитие целой науки – микробиологии, спровоцировало изобретение электронного микроскопа. И научные открытия посыпались как из рога изобилия.

И хоть еще И. Мечников писал, что «в процессе борьбы друг с другом микробы вырабатывают специфические вещества как орудия защиты и нападения», все же эрой рождения антибиотиков считают момент открытия Александром Флемингом пенициллина. Случилось это в 1929 году, когда Флеминг опубликовал статью о веществе, выделенном из колонии плесени, большую чувствительность к которому обнаружили стафилококки, стрептококки, пневмококки, меньшую – бацилла дифтерии и возбудитель сибиреязвенной болезни, и отсутствие чувствительности – возбудитель брюшного тифа и холерный вирион.

Все бы хорошо, но первый пенициллин обладал целым рядом недостатков – в жидком виде он быстро терял активность, имел малую концентрацию, обладал побочными эффектами. Больших успехов в создании совершенного лекарства достигли ученые Оксфордского университета – летом 1940 года лабораторные мыши, зараженные стрептококками, были спасены благодаря пенициллину. А 12 февраля 1941 года пенициллин опробовали на людях – ввели безнадежным больным, умирающим от заражения крови. Печально, но пациенты все равно скончались после нескольких дней улучшения, правда, не из-за последствий введения пенициллина, а из-за его недостатка. Так антибиотики начали свое триумфальное шествие по планете.

Антикиллер

Так в сущности можно назвать любой из антибиотиков, ведь он убивает (или подавляет рост) наших убийц-агрессоров – микробов. Основной принцип работы антибиотика в том, что он способен угнетать рост (размножение) бактерий, убивать или разрушать саму бактериальную клетку. Антибиотики принято классифицировать по принципу их воздействия на микроорганизмы и химической номенклатуре. Если посмотреть первый вариант классификации, то можно выделить три группы: бактериостатики (возбудители живы, но не могут размножаться), бактерициды (бактерии убиты, но их клетки сохранили целостность), бактериолитики (микроорганизмы не только убиты, но и стенки клеток подверглись разрушению).

Химическая классификация делит антибиотики на следующие группы:

Бета-лактамные антибиотики – это пенициллины и цефалоспорины. Первые вырабатываются плесневым грибком Penicillium. Цефалоспорины похожи по структуре с пенициллинами, но более активны, поэтому могут использоваться в случаях заражения пенициллинустойчивыми бактериями.

Макролиды, тетрациклины – антибиотики с циклическими элементами в химической формуле. Обладают бактериостатическим эффектом.

Аминогликозиды – очень токсичные вещества, обладают бактериолитическим действием, применяются при тяжелых инфекциях (перитонит, сепсис).

Левомицетины — действуют как бактерициды.

__Гликопептидные антибиотики __нарушают синтез клеточной стенки бактерий. Оказывают бактерицидное действие, однако в отношении энтерококков, некоторых стрептококков и стафилококков действуют бактериостатически.

Линкозамиды оказывают бактериостатическое действие, которое обусловлено ингибированием синтеза белка рибосомами. В высоких концентрациях в отношении высокочувствительных микроорганизмов могут проявлять бактерицидный эффект.

Их ответ Чемберлену

По началу, когда пенициллин только изобрели, чувствительными к нему оказались большинство патогенных микроорганизмов, но с течением времени врачи к своему неудовольствию заметили – у некоторых пациентов, несмотря на большие дозы антибиотика, выздоровление никак не наступало. Это был первый ответный шаг бойцов микромира – таковы законы природы, уравновешивающие все и вся. Бактерии попросту стали активно мутировать, являя миру новые штаммы, устойчивые к антибиотикам. Микробиологи нанесли свой следующий удар – так появились ампициллин, метициллин и другие. Наука невольно стала подстегивающим фактором для эволюции бактерий, в иных условиях для таких изменений им понадобились бы многие сотни, а может быть, и тысячи лет.

Если говорить о химической сути этой войны, то она выглядит так: бактерии стали вырабатывать особый фермент, который разрывал бета-лактамное кольцо антибиотика – его главное оружие. Химики снабдили молекулу пенициллина радикалами, которые не давали ферменту расщепить бета-лактамное кольцо.

Появившиеся пенициллины нового поколения долго держали оборону, но и против них нашлись у микроорганизмов приемы. К особо зловредным «сопротивленцам» можно отнести золотистый стафилококк, метициллин-резистентная форма которого 25 лет назад в Австралии устроила эпидемию в стационарах. Фармацевты придумали вводить в лекарства вещества, расщепляющие бета-лактамазу – получили ингибиторозащищенные препараты. В ответ новые штаммы выработали новый фермент, на которые защита антибиотиков не действует. Пока такие мутанты не распространены по всему земному шару, но ведь время не стоит на месте.

Экологи бьют тревогу и заявляют о необходимости специальной утилизации антибиотиков и их использовании только в самых крайних случаях. Особо опасно то, что принимая только один препарат, мы учим бороться с ним бактерий, находящихся внутри нас. Но не только с ним. В 1992 году Стюарт Леви, президент Международного союза за разумное применение антибиотиков, ведущий эксперт по бактериальной резистентности, обнаружил что кишечная палочка, подвергшаяся воздействию небольших доз тетрациклина, выработала резистентность к тетрациклину и еще семи антибиотикам. Самое неприятное то, что в числе этих семи антибиотиков были совсем новые, разработанные недавно.

Грозит ли этот факт тем, что человечеству суждено столкнуться с новыми чумой, СПИДом, или другой напастью – покажет время. Остается надеяться, что наука предупредит о надвигающейся опасности.