Микробиология. Лекции / Zanyatie_5_VChK_3_den_Antibiotiki_2022_st
.pdf
Пример природной устойчивости: «жизненный путь» НФГОБ. Исходно эти бактерии были (и остаются!) важным компонентом природных экосистем:
Широко распространены: в воде, почве, на растениях (на листьях или в корневой системе).
Позитивно влияют на растения (всасывание воды, фиксация азота,
синтез гормонов роста, защита
корней от плесневых грибов и др.).
NB! НФГОБ жизнеспособны и самодостаточны в средах, где не было и нет человека!
Их появление и распространение во внутрибольничной среде – следствие деятельности человека: широкое, избыточное применение антибиотиков привело к появлению новых «мест обитания» для НФГОБ!
Природная устойчивость: при появлении антибиотиков в практической медицине НФГОБ нашли новые биотопы
Род Acinetobacter как патоген стал известен во 2-й половине ХХ века (сначала - как частый возбудитель нагноений ран у американцев во Вьетнаме).
Так как патогенность микроба невысока, к нему относились как к микробу-свидетелю (!).
А сейчас он вытесняет из ОРИТ синегнойную палочку...
Приобретенная устойчивость (мутации в геноме): они происходят постоянно, без направленности, но в присутствии антибиотиков идет селекция устойчивости
Расчет количества спонтанных мутаций в пробирке с жидкой средой (МПБ, т.е. мясопептонным бульоном)
•Частота спонтанных мутаций – 10-9 – 10-12 на один нуклеотид за одну генерацию.
•В хромосоме бактерий – 5 х 106 нуклеотидов.
•Плотность стационарной (суточной) бульонной культуры составляет более 1 х 109 КОЕ/мл.
•Количество генераций, т.е., делений клетки (за сутки > 20).
(10-9 – 10-12 ) х 5 х 106 х 109 х 20 = (105 – 107 клеток)
ИТОГО: в пробирке с 1 мл бульонной культуры бактерий может содержаться от 100 тысяч до 10 миллионов мутантных клеток !
Приобретенная устойчивость (рекомбинации генов): есть 3 варианта перехода генетической информации; чаще всего передаются плазмиды (есть и иные носители…)
трансформация
трансдукция
конъюгация
-Трансформация – свободный перенос ДНК от одной бактерии к другой
-Трансдукция – в переносе ДНК участвует умеренный бактериофаг
-Конъюгация – перенос происходит при контакте 2-х бактериальных клеток с образованием конъюгативного мостика (самый эффективный путь распространения генов среди бактерий)
Обретенные гены запускают 5 механизмов резистентности бактерий к антибиотикам:
В структуре пенициллинов и цефалоспоринов есть уязвимое место («ахиллесова пята»)
Инактивация бета-лактамов (слева) и изменение их мишени (справа)
Образование |
|
комплекса и |
|
разрушение |
|
антибиотика |
|
Антибиотик |
|
O |
N |
|
|
Бета-лактамаза |
|
|
|
N |
N |
O |
Разрушенный |
|
антибиотик |
|
О |
|
|
|
|
Активный
фермент
|
|
Модифицированный |
Цитоплазматическая |
ПСБ |
ПСБ, с которым не могут |
мембрана |
|
связаться антибиотики |
Инактивация ≠ разрушение! Есть масса вариантов биохимических модификаций!
Пропадает конгруэнтность
мишени и антибиотика...
Все клеточные формы жизни на Земле используют 3 реакции присоединения:
-фосфорилирование;
-ацетилирование;
-аденилирование.
Их общий результат – изменение пространственной конфигурации молекул антибиотика → снижение функциональной активности
Ответный ход человеческой мысли – борьба с ферментами (пример: ингибиторы β-лактамаз, например, клавулановая кислота в амоксиклаве)
Ингибитор
O
N
Бета-лактамаза
|
N |
Образование |
|
О |
стабильного и |
||
|
|||
|
|
неактивного комплекса |
|
|
|
фермент + ингибитор |
Цитоплазматическая ПСБ мембрана
Нарушение проницаемости реализуется в мембранах:
•Белки – порины образуют каналы определенного диаметра.
•Если диаметр канала уменьшится, молекулы антибиотиков с большой молекулярной массой не смогут проникать через них в клетку! (это рифампицин, ванкомицин и т.п.)