Как работают антибиотики

В последнее время мы все чаще слышим истории о том, что пациенты умирают из-за того, что лечение стандартными антибиотиками невозможно, так как люди имеют ко всем ним резистентность. Если привести в пример Америку, то ежегодно примерно 2 миллиона человек подвергаются инфицированию антибиотико-резистентными микробами, и 23000 из них умирают. Давайте начнем с начала, с экскурса в историю о том, как антибиотики появились.

Первые шаги в терапии антибиотиками были сделаны британским хирургом Джозефом Листером в 1867 году. Листер заметил, что многие из его пациентов, перенесших операции, требовали ампутации или умирали вскоре после хирургического вмешательства. Многие связывали это с влиянием «миазм» или «плохого» воздуха на открытую рану. У Листера была другая теория. Он был последователем работы французского микробиолога Луи Пастера, который показал, что продукты портятся не из-за воздействия кислорода, а из-за маленьких микроскопических организмов. Это позволило ему предположить, что эти же самые организмы были ответственны и за неблагополучные послеоперационные исходы. Пастер предложил три варианта, для того, чтобы избежать этих исходов:
— отфильтровывать эти организмы,
— термически обрабатывать их, чтобы они погибали,
— убивать их с помощью химии.
И если первые две теории не были применимы в отношении людей, то третья была весьма интригующей.

Листер, будучи очень пытливым, недавно узнал об использовании креозота или дистиллята каменноугольной смолы для защиты железнодорожных шпал от гниения. Интуитивно предполагая, что это те же самые болезнетворные миркоорганизмы, он решил попробовать использовать компонент дистиллята каменноугольной смолы — карболовую кислоту (фенол) — для лечения ран. Результаты были поразительны: пациенты с открытыми переломами, которые практически всегда требовали ампутации, теперь были способны поправиться, при этом сохранив конечности.

То, что нашел Листер, было первым медицинским антисептиком — не антибиотиком. Карболовая кислота все же была ядовита для людей, поэтому могла быть использована в отношении лечения ран очень умеренно. Поль Эрлих, гениальный немецкий ученый, хотел большего. Он был зачарован старой сказкой «Вольный Стрелок»  (der Freischütz). В этой сказке стрелок заключает договор с дьяволом, в результате которого он получил 6 волшебных пуль, которые могли попасть в цель, минуя всё на своем пути. Ему было интересно, сможет ли он создать химическую волшебную пулю, которая сможет убить бактерию, а не человеческие клетки?

Образование Эрлиха было в гистологии, в частности в окрашивании образцов для исследования под микроскопом. Он открыл, что некоторые краски окрашивали одни клетки, но не другие, выискивая свою цель, как те магические пули. Эрлих выдвинул теорию, что правильно окрашенные клетки могли бы реализовать его мечту о селективных антибиотиках.

В 1909м году Эрлих изобрел препарат под названием сальварсан, который был способен убивать бактерии сифилиса, не убивая при этом пациента. Однако этот препарат был эффективен только в борьбе с вышеуказанной болезнью. Поль Эрлих был удостоен Нобелевской премии в 1908 года по физиологии или медицине (совместно с Ильей Мечниковым). Формулировка Нобелевского комитета: «За их работы по иммунитету».

Химики Джозеф Кларер и Фритц Митч синтезировали тысячи красителей (основного продукта компании IG Farben), которые были впоследствии испытаны на инфицированных лабораторных мышах Герхардом Домагком, назначенным на должность директора Института патологии и бактериологии компании Bayer. После бесчисленных неудач один краситель, пронтозил, оказался успешным против стрептококка, став первым разносторонним антибиотиком. Но после успешных испытаний на мышах было необходимо проверить его и на людях. В это время в семье Домагка произошло несчастье: его маленькая дочь уколола себе палец, в рану попала инфекция, образовался нарыв, и началось заражение крови. В больнице хирурги очистили нарыв, но заражение не проходило. Положение становилось угрожающим, с большой вероятностью требовавшим ампутации, тогда Домагк решился испытать на дочери пронтозил. Результат не заставил себя ждать: нарыв прошел, девочка выздоровела. Средство помогало также при воспалении легких, при некоторых других болезнях. В 1939 году Домагку за открытие первого антибактериального препарата была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

В то время как команда Bayer уверяла, что гипотеза, выдвинутая Эрлихом, была основой эффективности пронтозила, дальнейшие исследования показали, что не было ничего общего с его способностью окрашивать клетки. Так что же заставляет антибиотик действовать?

Найти новые антисептики достаточно легко, те которые могут убивать микробов на коже и на поверхности тканей. Однако химические элементы, которые разбивают естественную часть клетки бактерии, обычно разбивают и такую же часть клетки человека. К счастью, иногда есть бактериальные части, которых нет у людей или, если и есть, то они отличаются. Это и является ключевой функцией антибиотика: использовать факт того, что бактерия похожа на клетку человека, но не является идентичной ей.

Практически век спустя после того, как первый антибиотик был найден, мы уже создали небольшую библиотеку с названиями препаратов бактерий, на которые они влияют. Например, антибиотик сульфаниламид воздействует на часть бактериальной жизни, которая не существует в человеке. Фолаты, такие как витамин В9, естественны для синтеза ДНК во всех организмах. Люди получают его, потребляя овощи и фрукты. Основной механизм действия сульфаниламидов — конкуренция с ПАБК (парааминобензойной кислотой) за связывание с определенными ферментами в микробной клетке. В результате соединения сульфаниламидных препаратов с ферментами, бактерии теряют способность синтезировать необходимый им витамин — фолиевую кислоту — и осуществлять другие превращения веществ, которые в норме протекают с участием ПАБК. Пенициллин, открытый по счастливой случайности Александром Фламингом в 1928 году, и другие Бета-лактамные антибиотики (как меропенем) также атакуют часть бактерии, которой нет у человеческих клеток. Механизм действия пенициллина связан с подавлением аминокислотного и витаминного обмена микроорганизмов и нарушением развития у них клеточной стенки.

Интересно осознавать, что препараты-антибиотики, спасающие жизнь до сих пор, были открыты 100 лет назад, в отсутствии высокоточной техники, также как и факт приобретения микроорганизмами устойчивости к химиотерапевтическим препаратам. Таким образом, при приеме антибиотиков, следует помнить главное правило — если микробы будут уничтожены, то резистентность не передастся новым микроорганизмам. Поэтому всегда руководствуйтесь этими правилами:

  • Всегда заканчивайте курс приема препарата, даже если наступило улучшение;
  • Принимайте медикамент по инструкции или рекомендациям врача;
  • После приема проводите профилактику дисбактериоза (принимайте пробиотики);
  • Избегайте самостоятельного назначения и использования антибактериальных препаратов.

 

 Автор Татьяна Калькова, фото #Домохозы

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ