181818. Резистентность микроорганизмов, механизмы ее формирования.

Устойчивость к действию антибиотиков отмечают в случае, когда ранее восприимчивые микроорганизмы теряют свою чувствительность к антибактериальному препарату при использовании клинически безопасной дозы. Это происходит в результате генетических изменений, часто возникающих в быстро делящихся клетках с гаплоидным набором хромосом.

Кроме того, микроорганизмы могут обмениваться генетической информацией внутри и между видами. Развитие устойчивости происходит в результате случайной «генетической лотереи», т.е. спонтанных мутаций. Назначение антибиотиков приводит к выживанию и размножению организмов, у которых случайно возникли механизмы защиты.

Факторы, определяющие устойчивость бактерий к антибиотикам

1) Трансформация бактерий и устойчивость к антибиотикам:

Трансформация – процесс захвата бактериями свободной цепи ДНК и встраивания ее в собственный геном. Например, Streptococcus pneumoniae способен захватывать у близкородственных видов часть генов, кодирующих пенициллинсвязывающие белки (обладают меньшим сродством к лекарственному препарату). При продукции измененными генами этих белков чувствительность к действию пенициллина заметно снижается, т.е. бактерии продолжают синтезировать пептидогликан, сохраняя структуру клеточной стенки, даже в присутствии препарата.

2) Конъюгация бактерий и устойчивость к антибиотикам:

Плазмиды – кольцевые структуры ДНК, расположенные в цитоплазме бактерий. Их может быть достаточно много. Именно поэтому при делении клеток одни и те же плазмиды обнаруживают у всех дочерних микроорганизмов. Плазмиды содержат информацию о различных генах бактерии, в том числе о генах, кодирующих метаболические ферменты, и факторах, определяющих вирулентность и устойчивость к действию антибиотиков.

Конъюгация – процесс передачи плазмид от одной бактерии к другой. В этом случае гены, кодирующие устойчивость, быстро распространяются среди бактерий, находящихся в одной среде обитания (например, в кишечнике). Комбинированное воздействие отдельных антибиотиков (например, в госпитальных условиях) приводит к появлению мультирезистентных штаммов.

3) Транспозоны и интегроны бактерий и устойчивость к антибиотику

Транспозоны и интегроны — подвижные гены, способные кодировать транспозицию (внутрихромосомную транслокацию). Они могут перемещаться как между хромосомами и плазмидами, так и между бактериями и содержат большое количество генетической информации (например, антибиотикорезистентность). Считают, что в основе развития устойчивости к метициллину у Staphylococcus aureus и к тетрациклину у Neisseria gonorrhoeae лежит передача именно этих генетических структур. Интегроны играют важную роль в передаче мультирезистентности у грамположительных микроорганизмов. Кроме того, передачу генов резистентности могут осуществлять бактериофаги.

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБИОТИКАМ

1) Изменение структуры антибактериального препарата. Ферментативная инактивация

Наиболее распространенный механизм развития устойчивости к действию антибиотика – спонтанное продуцирование фермента, разрушающего препарат. Большинство штаммов Staphylococcus aureus продуцирует экстрацеллюлярный фермент бета-лактамазу, которая инактивирует пенициллины, разрушая бета-лактамное кольцо в их структуре.

Ферменты, разрушающие пенициллины и цефалоспорины, синтезируют многие микроорганизмы, в том числе Escherichia coli. Гены, кодирующие эти ферменты, обычно расположены в подвижных генетических элементах (транспозонах) и могут передаваться как между бактериями одного вида, так и между видами. Распространение различных видов бета-лактамаз расширенного спектра среди представителей семейства энтеробактерий приводит к возникновению устойчивости к эффектам пенициллинов и цефалоспоринов широкого спектра действия и возникновению внутрибольничных инфекций. Кроме того, эти микроорганизмы могут вызывать опасные внебольничные заболевания.