Виды устойчивости бактерий и методы ее определения и профилактики

71. Лекарственная устойчивость микроорганизмов и механизм ее возникновения. Понятие о госпитальных штаммах микроорганизмов. Пути преодоления лекарственной устойчивости

Виды устойчивости бактерий и методы ее определения и профилактики

Антибиотикорезистентность
— это устойчи­вость микробов к
антимикробным химиопрепаратам. Бактерии
следует считать резистент­ными, если
они не обезвреживаются такими
концентрациями препарата, которые
реально создаются в макроорганизме.
Резистентность может быть природной и
приобретенной.

Природная
устойчивость
.

Некоторые
виды микробов природно ус­тойчивы к
определенным семействам антиби­отиков
или в результате отсутствия соответс­твующей
мишени (например, микоплазмы не имеют
клеточной стенки, поэтому не чувстви­тельны
ко всем препаратам, действующим на этом
уровне), или в
результате
бактериальной непроницаемости для
данного препарата (на­пример,
грамотрицательные микробы менее
проницаемы для крупномолекулярных
соеди­нений, чем грамположительные
бактерии, так как их наружная мембрана
имеет «маленькие» поры).

Приобретенная
устойчивость
.
Приобретение
резистентности — это биологическая
закономерность, связанная с адаптацией
микроорганизмов к условиям внешней
среды. Она, хотя и в разной степени,
справедлива для всех бактерий и всех
анти­биотиков.

К химиопрепаратам
адаптируются не только бактерии, но и
остальные
микро­бы — от эукариотических форм
(простейшие, грибы) до вирусов.

Проблема
формирования и распространения
лекарственной резистен­тности микробов
особенно значима для внутрибольничных
инфекций, вызываемых так называемыми
«госпитальными штаммами», у которых,
как правило, наблюдается множес­твенная
устойчивость к антибиотикам (так
называемая полирезистентность).

Генетические
основы приобретенной резис­тентности
.
Устойчивость
к антибиотикам определяется и
поддерживается генами резистентности
(r-генами)
и условиями, способствующими их
распространению в микробных популяциях.
Приобретенная лекарственная устойчивость
может возникать и распространяться в
попу­ляции бактерий в результате:

мутаций
в хромосоме бактериальной клетки
с
последующей
селекцией
(т.
е. отбором)
му­тантов.

Особенно
легко селекция происходит в присутствии
антибиотиков, так как в
этих
условиях мутанты получают преимущество
перед остальными клетками популяции,
ко­торые чувствительны к препарату.
Мутации возникают независимо от
применения анти­биотика, т. е.

сам
препарат не влияет на час­тоту мутаций
и не является их причиной, но
служит
фактором отбора. Далее резистентные
клетки дают потомство и могут передаваться
в организм следующего хозяина (человека
или животного), формируя и распространяя
ре­зистентные штаммы.

Мутации могут
быть: 1) единичные (если мутация произошла
в одной клетке, в результате чего в ней
синтезируются измененные белки) и 2)
множественные (се­рия мутаций, в
результате чего изменяется не один, а
целый набор белков, например
пени-циллинсвязывающих белков у
пенициллин-резистентного пневмококка);

переноса
трансмиссивных плазмид резис­тентности
(
R-плазмид).
Плазмиды
резистен­тности (трансмиссивные)
обычно кодируют перекрестную устойчивость
к нескольким семействам антибиотиков.

Обратите внимание

Впервые такая множественная резистентность
была описа­на японскими исследователями
в отношении кишечных бактерий. Сейчас
показано, что она встречается и у других
групп бактерий.

Некоторые плазмиды
могут передаваться меж­ду бактериями
разных видов, поэтому один и тот же ген
резистентности можно встретить у
бактерий, таксономически далеких друг
от друга.

Например, бета-лактамаза,
кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко
распространена у
грамотрицательных
бактерий и встречается у
кишечной
палочки и других кишечных бак­терий,
а также у гонококка, резистентного к
пенициллину,
и гемофильной палочки, резис­тентной
к ампициллину;

переноса
транспозонов, несущих
r-гены
(или
мигрирующих генетических
последова­тельностей). Транспозоны
могут мигрировать с хромосомы на плазмиду
и обратно, а также с плазмиды на другую
плазмиду. Таким образом гены резистентности
могут передаваться да­лее дочерним
клеткам или при рекомбинации другим
бактериям-реципиентам.

Реализация
приобретенной устойчивости
.
Изменения
в геноме бактерий приводят к тому, что
меняются и некоторые свойства бактериальной
клетки, в результате чего она становится
устойчивой к антибактериальным
препаратам.

Обычно антимикробный эффект
препарата осуществляется таким образом:
агент должен связаться с бактерией и
прой­ти сквозь ее оболочку, затем он
должен быть доставлен к месту действия,
после чего пре­парат взаимодействует
с внутриклеточными мишенями.

Реализация
приобретенной ле­карственной
устойчивости возможна на каж­дом из
следующих этапов:

модификация
мишени.
Фермент-мишень
может быть так изменен, что его функции
не нарушаются, но способность связываться
с химиопрепаратом (аффинность) резко
сни­жается или может быть включен
«обходной путь» метаболизма, т. е. в
клетке активируется другой фермент,
который не подвержен дейс­твию данного
препарата.

«недоступность»
мишени
за
счет сниже­ния проницаемости
клеточной
стенки и кле­точных мембран или
«эффлюко-механизма,
когда
клетка как бы «выталкивает» из себя
антибиотик.

инактивация
препарата бактериальными ферментами.

Некоторые
бактерии способны продуцировать особые
ферменты, которые де­лают препараты
неактивными (например, бета-лактамазы,
аминогликозид-модифицирующие ферменты,
хлорамфениколацетилтрансфераза).

Бета-лактамазы — это ферменты, разруша­ющие
бета-лактамное кольцо с образованием
неактивных соединений. Гены, кодирующие
эти ферменты, широко распространены
среди бактерий и могут быть как в составе
хромосо­мы, так и в составе плазмиды.

Для
борьбы с инактивирующим действием
бета-лактамаз используют вещества —
ин­гибиторы (например, клавулановую
кисло­ту, сульбактам, тазобактам).

Эти
вещества содержат в своем составе
бета-лактамное кольцо и способны
связываться с бета-лактамазами,
предотвращая их разрушитель­ное
действие на бета-лактамы. При этом
собственная антибактериальная активность
таких ингибиторов низкая.

Важно

Клавулановая
кислота ингибирует большинство
известныхбета-лактамаз. Ее комбинируют
с пеницил-линами: амоксициллином,
тикарциллином, пиперациллином.

Предупредить
развитие антибиотикорезистентности у
бактерий практически не­возможно, но
необходимо использовать антимикробные
препараты таким образом, чтобы не
способствовать развитию и рас­пространению
устойчивости (в частности, применять
антибиотики строго по показа­ниям,
избегать их использования с профи­лактической
целью, через 10—15 дней ан-тибиотикотерапии
менять препарат, по воз­можности
использовать препараты узкого спектра
действия, ограниченно применять
антибиотики в ветеринарии и не
использо­вать их как фактор роста).

Источник: https://StudFiles.net/preview/5810873/page:46/

Устойчивость бактерий к антибиотикам и бактериофагам, дезинфектантам и факторам внешней среды

Одной из наиболее актуальных проблем в лечении инфекционных заболеваний является устойчивость бактерий к определенным группам медикаментов. В современной медицине различают естественную и приобретенную устойчивость (резистентность):

  1. Приобретенная лекарственная устойчивость – развивается как результат приобретения микробом новых свойств либо потеря старых под действием различных факторов окружающей среды, в том числе благодаря дезинфектантам.
  2. Естественная (или природная) лекарственная устойчивость – является врожденным свойством определенной бактерии.

Большая часть бактерий обладает более выраженной изменчивостью, нежели у представителей высшего класса, что объясняется коротким сроком развития и другими аспектами внешней среды.

Благодаря внешним дезинфектантам может провоцироваться образование спор, которые практически неуязвимы для воздействия. Появление спор – это способ выживания для бактерий, которые попали в неблагоприятные условия.

С помощью спор бактерия может пережить этот период и дождаться более подходящих для жизни условий.

Особенности устойчивости к дезинфицирующим средствам

Довольно давно установлено, что микробы могут формировать устойчивость к дезинфектантам.

Бактериальная устойчивость к дезинфектантам представляет собой свойство микробов, которое заключается в способности их к размножению и росту в условиях прикосновения к дезинфектантам определенных концентраций. Выделяют естественную и приобретенную бактериальную устойчивость к внешним дезинфектантам.

Известны разнообразные методики исследования микробной устойчивости к дезинфектантам. Наиболее известна методика выяснения устойчивости к дезинфектантам Красильникова А.П., Гудковой Е.И.

Подобные методики обеспечивают не только оценку большей части дезинфицирующих средств, но и антибактериальной активности, присущей тем или иным внешним дезинфектантам.

Одной из наиболее распространенных является устойчивость бактерий к химическим веществам группы аммониевых соединений.

Для проведения исследования на выявление устойчивости к дезинфектантам применяют чистые бактериальные культуры.

Антибактериальная терапия

Обширное использование антибактериальных препаратов в практической медицине, а также ветеринарии способствовало распространению устойчивых к антибиотикам бактериальных клеток. Как результат, устойчивые бактерии делятся на:

  • резистентные (устойчивые) к одному препарату бактерии;
  • одновременно резистентные микроорганизмы к лекарствам нескольких фармакологических групп (множественная устойчивость).

Первая группа микроорганизмов может объединять резистентные к нескольким антибиотикам штаммы. В данном случае имеется в виду наличие близкого по химической природе состава.

Так, микробы, устойчивые к рифампицину, обладают резистентностью к стрептоварицину, так как этим антибиотикам присущий общий механизм воздействия – угнетение функциональности РНК-полимеразы.

Совет

Лекарственная устойчивость к стрептомицину свидетельствует также о резистентности к таким антибиотикам, как неомицин, дигидрострептомицин.

Основные механизмы образования резистентности

Основной механизм формирования вторичной устойчивости микроба к антибиотикам заключается в появлении генов резистентности, которые переносятся плазмидами и транспозонами. Различают следующие механизмы биохимической устойчивости к антибиотикам:

  • перестройка в структуре мишени воздействия;
  • инактивация антибактериального препарата;
  • активное освобождение бактериальной клетки от антибиотика;
  • изменение проницаемости наружных структур бактерии;
  • образование «шунта» метаболизма.

Нарушение структуры мишени воздействия подразумевает изменение структуры ферментов, которые стимулируют выработку пептидогликана. Лекарственная резистентность к внешним антибиотикам, имеющим разное происхождение, развивается вследствие невозможности распознавания медикаментами мишеней.

Инактивация антибактериального препарата происходит в результате нарушения фактора β-лактамного кольца. Основной механизм резистентности к аминогликозидам – ферментативная модификационная инактивация этого фактора.

Плазмиды микробов содержат в своем составе гены, способные стимулировать ацетилирование либо фосфорилирование антибиотика.

Вторичная лекарственная устойчивость микроорганизмов к антибактериальным лекарствам (цефалоспоринам и пенициллинам) связана синтезом бета-лактамаз – это ферментные вещества, которые разрушающе действуют на активность фактора β-лактамного кольца.

Выделяют 2 типа бета-лактамаз – цефалоспориназы и пенициллазы, однако каждый из них активен по отношению к антибиотикам обеих групп, так как направлен на область фактора β-лактамного кольца.

Для угнетения активности бета-лактамаз рекомендуют добавлять в лечение к антибиотикам клавулановую кислоту, а также сульбактам (сульфоны пенициллановой кислоты).

Обратите внимание

Активное освобождение микробной клетки от антибиотика осуществляется специальными транспортными системами цитоплазматической мембраны, и антибактериальные препараты не достигают цели.

Изменение проницаемости наружных структур для различных веществ определяется мутацией, в результате чего теряется способность к транспорту веществ через стенку бактерии. Образование метаболического «шунта» объясняется приобретением генов, которые позволяют образовывать «обходные» пути метаболизма для образования ферментов нечувствительных к антибиотикам.

Температура и ее влияние на микробы

Важную роль в жизнедеятельности бактерий имеет регуляция температуры, которая зависит от условий окружающей среды. Под действием температуры окружающей среды изменяется не только скорость протекания химических реакций, но и развивается перестройка структуры протеинов, воды, регулируется перемещение фазовых жиров.

Как правило, активность бактерий и их жизнедеятельность наиболее оптимальны при температуре 0-60°С.

Нижняя граница жизненной температуры для бактерий обусловлена кристаллизацией воды при нулевом значении показателя температуры окружающей среды.

Верхняя граница обусловлена разрушением белковых структур при воздействии высокой температуры. В зависимости от устойчивости к различной температуре окружающей среды различают следующие типы бактериальных клеток:

  1. Мезофильные – большая часть известных бактерий, оптимальные значения температуры для их жизнедеятельности составляют +3-50°С. Наиболее известный представитель – E. Coli.
  2. Психрофильные – рост таких микроорганизмов возможен при температуре от –10 до 20°С. Среди них выделяют облигатные (не растут при температуре 20°С и выше), факультативные (верхняя граница значений жизненной температуры может быть выше).
  3. Термофильные – подразделяются на несколько групп: термотолерантные – растут при температуре 10-60°С; факультативные – температуре от 40 до 70°С; экстремальные – температуре от 60 до 110°С.
Читайте также:  Какой вред могут нанести бактерии организму человека

Известны случаи обнаружения микроорганизмов при температуре воды 250-300°С. Существуют также эндотермные (образуют тепловую энергию сами) и эктотермные организмы, температура которых связана со значениями температуры окружающей среды.

Термоустойчивость (или терморезистентность) – свойство микроба, которое заключается в его способности сохранять свою жизнедеятельность во время продолжительного нагревания при температуре окружающей среды выше допустимого максимума для конкретного типа бактерии. Наиболее устойчивы к высокой температуре окружающей среды формы бактерий в виде спор.

Термофильные бактерии живут в основном в горячих источниках

Нормальные виды бактерий характеризуются наличием антагонистического действия. Такая активность препятствует разрушающему эффекту. Это относится к следующим факторам:

  • гуморальной системе,
  • клеточным факторам защиты.

Фагоцитоз – это механизм защиты бактериальной клетки от чужеродных объектов, который реализуется благодаря разным мутациям и фагоцитам. Данный процесс реализуется благодаря нейтрофилам (фагоцитам), которые выполняют защитные функции по отношению к чужеродным бактериям и веществам. К фагоцитам относятся макрофаги и микрофаги.

Фагоцитам свойственны три основные функции: защитная, секреторная, представляющая (отвечающая за иммунитет). Благодаря фагоцитам и соответствующим факторам среды образуется стойкий иммунитет против многих заболеваний.

Отдельное место отводится бактериофагам, которые представляют собой вирусы, избирательно повреждающие бактериальные клетки.

Важно

К бактериофагам в медицине обращаются как к альтернативному методу лечения антибиотиками. Микробы, которые имеют устойчивость к антибиотикам, не имеют стойкости к бактериофагам.

Особенно хорошо поддаются бактериофагам микробы, имеющие полисахаридную мембрану, которая защищает их от антибиотиков.

Аэробные спорообразующие микробы

Одними из наиболее устойчивых бактерий к различным факторам окружающей среды являются микроорганизмы, обладающие способностью к образованию спор.

Способность бактерий к образованию спор широко применяется в промышленности для производства ферментов, органических кислот, антибиотиков и других веществ.

Встречаются и патогенные для человека типы спор, такие как сибиреязвенная бацилла.

Образование спор некоторых бактерий является основной проблемой в консервном производстве, консервации крови, пищевых и сельскохозяйственных продуктов. Распространенность спор в природе довольно широка, так как такие бактерии обнаруживаются повсеместно. Способность к образованию спор – один из уникальных механизмов устойчивости микробов к различным повреждающим действиям окружающего мира.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/vital-functions/ustojchivost-bakterij.html

Антибиотикорезистентность микроорганизмов: методы определения

Антибиотики – одно из величайших достижений медицинской науки, ежегодно спасающее жизни десятков и сотен тысяч человек. Однако, как говорит народная мудрость, и на старуху бывает проруха. То, что раньше убивало патогенных микроорганизмов, сегодня уже не работает так, как раньше. Так в чем же причина: противомикробные препараты стали хуже или всему виной антибиотикорезистентность?

Определение антибиотикорезистентности

Антимикробные препараты (АПМ), которые принято называть антибиотиками, изначально были созданы для борьбы с бактериальной инфекцией. А в связи с тем, что различные болезни может вызывать не одна, а несколько разновидностей бактерий, объединенных в группы, то изначально велась разработка препаратов, эффективных в отношении определенной группы инфекционных возбудителей.

Но бактерии, хоть и простейшие, но активно развивающиеся организмы, со временем приобретающие все новые и новые свойства.

Инстинкт самосохранения и способность приспосабливаться к различным условиям жизни делают патогенных микроорганизмов сильнее.

В ответ на угрозу для жизни они начинают развивать в себе способности противостоять ей, выделяя секрет, ослабляющий или полностью нейтрализующий действие активного вещества противомикробных препаратов.

Получается, что действенные некогда антибиотики просто-напросто перестают выполнять свою функцию. В этом случае говорят о развитии антибиотикорезистентности к препарату.

И дело здесь вовсе не в эффективности действующего вещества АМП, а в механизмах усовершенствования болезнетворных микроорганизмов, благодаря которым бактерии становятся не чувствительными к антибиотикам, призванным бороться с ними.

Итак, антибиотикорезистентность – это не что иное, как снижение восприимчивости бактерий к противомикробным препаратам, которые были созданы для их уничтожения. Именно по этой причине лечение, казалось бы, правильно подобранными препаратами не дает ожидаемых результатов.

Проблема антибиотикорезистентности

Отсутствие эффекта от антибиотикотерапии, связанное с антибиотикорезистентностью, приводит к тому, что болезнь продолжает прогрессировать и переходит в более тяжелую форму, лечение которой становится еще более затруднительным. Особую опасность представляют случаи, когда бактериальная инфекция поражает жизненно важные органы: сердце, легкие, головной мозг, почки и т.д., ведь в этом случае промедление смерти подобно.

Вторая опасность заключается в том, что некоторые болезни при недостаточности терапии антибиотиками могут приобретать хроническое течение. Человек становится носителем усовершенствованных микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам определенной группы. Он же теперь является источником инфекции, бороться с которой старыми методами становится бессмысленным.

Все это подталкивает фармацевтическую науку к изобретению новых, более эффективных средств с другими действующими веществами. Но процесс опять идет по кругу с развитием антибиотикорезистентности уже к новым препаратам из разряда противомикробных средств.

Если кому-то кажется, что проблема антибиотикорезистентности возникла совсем недавно, он очень ошибается. Эта проблема стара как мир. Ну, возможно не настолько, и все же лет 70-75 ей уже есть. Согласно общепринятой теории, появилась она вместе с внедрением в медицинскую практику первых антибиотиков где-то в 40-х годах ХХ столетия.

Совет

Хотя существует концепция более раннего появления проблемы резистентности микроорганизмов. До появления антибиотиков этой проблемой особо не занимались. Ведь это так естественно, что бактерии, как и другие живые существа, старались приспособиться к неблагоприятным условиям окружающей среды, делали это по-своему.

Проблема резистентности болезнетворных бактерий напомнила о себе, когда появились первые антибиотики. Правда, тогда вопрос еще не стоял так актуально.

В тот период активно велись разработки различных групп антибактериальных средств, что в некотором роде было обусловлено неблагоприятной политической обстановкой в мире, военными действиями, когда бойцы умирали от ранений и сепсиса лишь потому, что им не могли оказать эффективную помощь из-за отсутствия необходимых препаратов. Просто этих препаратов еще не существовало.

Наибольшее число разработок велось в 50-60 годах ХХ столетия, и в течение 2 последующих десятилетий велось их усовершенствование. Прогресс на этом не закончился, но начиная с 80-х годов разработок в отношении антибактериальных средств стало заметно меньше.

Виной ли тому большая затратность этого предприятия (разработка и выпуск нового препарата в наше время доходит уже до границы в 800 миллионов долларов) или банальное отсутствие новых идей в отношении «воинственно настроенных» активных веществ для инновационных препаратов, но в связи с этим проблема антибиотикорезистентности выходит на новый пугающий уровень.

Занимаясь разработкой перспективных АМП и создавая новые группы таких препаратов, ученые надеялись победить множественные виды бактериальной инфекции. Но все оказалось не так просто «благодаря» антибиотикорезистентности, довольно быстро развивающейся у отдельных штаммов бактерий. Энтузиазм понемногу иссякает, но проблема так и остается нерешенной долгое время.

Остается непонятным, как может у микроорганизмов развиваться устойчивость к препаратам, которые по идее должны были их убить? Здесь нужно понимать, что «убийство» бактерий происходит лишь тогда, когда препарат применяется по назначению. А что же мы имеем на самом деле?

Источник: https://ilive.com.ua/health/antibiotikorezistentnost-mikroorganizmov-metody-opredeleniya_124530i15955.html

Все о резистентности и методах определения чувствительности бактерий к антибиотикам

Резистентность к антибиотикам – это способность патогенных бактерий проявлять устойчивость к воздействию терапевтических концентраций антибактериальных препаратов. Устойчивость к антибиотикам разделяют на врожденную и приобретенную.

Под врожденной резистентностью подразумевают отсутствие у бактерии мишени, на которую может действовать применяемый антибиотик, слишком низкую проницаемость бактериальной мембраны для препарата, способность инактивировать лекарство при помощи ферментов либо активно выводить его из бактериальной клетки.

Приобретенная устойчивость возникает как следствие мутации возбудителя, благодаря которой он может свободно переносить концентрации антибиотика, достаточные для инактивации других бактерий данного вида.

Резистентность к антибиотикам

Стремительный рост устойчивости бактерий к антибиотикам представляет серьезную угрозу для здоровья и жизни людей. По статистике ВОЗ, вероятность смертельного исхода заболевания у пациента, инфицированного метициллино-резистентными штаммами стафилококка (MRSA ), на 70% выше, чем у больного, инфицированного обычными, чувствительными к антибиотикам штаммами.

Во многих странах наблюдается тенденция к росту резистентности E. Coli (основного возбудителя инфекций мочевыводящих путей) к фторхинолонам и цефалоспоринам.

Все чаще регистрируются случаи устойчивости бактерий к препаратам резерва для данной инфекции (карбапенемы для Klebsiella pneumonia, 3-е поколение цефалоспоринов для гонореи) и т.д.

Обратите внимание

То есть, те заболевания, которые на протяжении многих лет эффективно лечились антибактериальными препаратами сегодня, снова представляют опасность для населения.

В некоторых случаях, тест на чувствительность к антибиотикам показывает частичную или полную устойчивость к большинству «классических» для данной инфекции антибиотиков.

Такая неутешительная картина связана с частым нерациональным и необоснованным применением противомикробных средств.

Многие пациенты покупают лекарства не по назначению врача, а по рекомендации друзей, фармацевтов в аптеке, после просмотра рекламы или просто вспомнив, что когда-то этот препарат уже помогал.

Также, у многих существуют «любимые» лекарства, которые принимаются по несколько дней при первых признаках заболевания.

Важно понимать, что самоназначение антибиотиков, самостоятельная коррекция назначенных дозировок, кратности приема и длительности курса способствует формированию и распространению бактерий с приобретенной устойчивостью к антибиотикам.

Читайте далее: Мазок из зева на микрофлору и чувствительность к антибиотикам

Как развивается устойчивость к противомикробным препаратам?

Вторичная (приобретенная) резистентность к антибиотикам развивается за счет спонтанных мутаций в геноме микробной клетки после контакта с противомикробным средством. Важной особенностью данных мутаций является их способность «запоминаться» бактериями и передаваться следующим поколения патогенов. Это способствует быстрому распространению устойчивых штаммов в окружающей среде.

Степень резистентности (сниженная чувствительность к антибиотикам или полная устойчивость), а также скорость ее развития зависит от видов и штаммов бактерий.

Быстрее всего под действием антибиотиков мутируют:

  • стафилококки (грамположительные кокки);
  • эшерихии (грамотрицательные бактерии);
  • микоплазмы (внутриклеточные возбудители);
  • протей (грам- бактерии);
  • синегнойная палочка (грамотрицательные бактерии).

Достаточно редко встречаются  антибиотикорезистентные стрептококки группы А, клостридии, сибироязвенные и гемофильные палочки.

Среди механизмов формирования устойчивости, на данный момент наиболее важными считают:

  • ферментную инактивацию антибиотика;
  • модификацию молекул-мишеней в микробной клетке;
  • способность возбудителей активно выводить антибиотик (эффлюкс);
  • снижение проницаемости микробной мембраны для лекарства.
Читайте также:  Есть ли универсальное лекарство от бактерий, вирусов и других инфекций?

Поскольку активное выведение и нарушение проницаемости основаны на ограничении доступа антибиотика в бактериальную клетку, их часто объединяют в один механизм резистентности.

Что значит чувствительность к антибиотикам

В связи с ростом резистентности ко многим противомикробным средствам, определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам позволяет проводить противомикробную терапию максимально рационально и эффективно.

Итак, чувствительность к антибиотикам. Всех возбудителей инфекционно-воспалительных болезней можно разделить на:

  • чувствительные;
  • малочувствительные;
  • полностью устойчивые.

Если рост и размножение бактерий на питательной среде подавляются терапевтическими дозировками антибиотиков, то бактерии считаются чувствительными. Малочувствительные штаммы, реагируют только на максимальные дозировки лекарственного средства.

Резистентными к антибиотику считаются патогены, которые ингибируются только критически высокими дозами антибактериальных средств, достичь которых можно исключительно в условиях лаборатории, но не в человеческом организме.

Как определить чувствительность к антибиотикам?

Этиотропное назначение противомикробных препаратов основывается на выделении возбудителя с дальнейшим  определением чувствительности к антибиотикам. Этот анализ позволяет получить эпидемиологические показатели устойчивости патогенных микроорганизмов в определенном регионе, а также изучить структуру внутрибольничных и внебольничных инфекций.

При проведении пробы на чувствительность к антибиотикам, необходимо соблюдать определенный алгоритм действий и четко соблюдать все звенья бактериологической диагностики.

Этапность исследования состоит из:

  • забора материала;
  • доставки в лабораторию;
  • посевов на специальные среды;
  • выделения вида и штамма возбудителя;
  • изучения чувствительности к противомикробным средствам.

Важно понимать, что достоверные данные анализа можно получить только при правильном выполнении всех этапов диагностики.

Читайте далее: Расшифровка посева на флору с определением чувствительности к антибиотикам

Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам

Чувствительность к антибиотикам  исследуется при помощи:

  • диффузии (диски с противомикробными препаратами или E-тесты);
  • разведения (для этого используют агар или жидкие питательные среды (бульон)).

Как сделать пробу на антибиотик?

Наиболее популярным качественным методом диагностики считается диффузия в агар с использованием метода дисков.

Для того, что бы изучить чувствительность к антибиотикам при помощи диффузии с дисками, необходимо засеять исследуемым патогенном питательную среду с агаром и поместить сверху диски с антибактериальными препаратами. Далее, чашка Петри с образцами выдерживается в термостате при температуре от 35 до 37 0С в течение суток.

По истечению 24 часов оценивают зоны ингибирования роста бактерий вокруг дисков. Данный метод диагностики является качественным, то есть диффузия-дисками определяет — чувствителен возбудитель к антибиотику или нет.

Важно

Для оценивания степени чувствительности измеряют зону ингибирования роста. При полной резистентности бактерии к антибиотику зона задержки полностью отсутствует.

О слабой чувствительности говорит задержка до 1.5 сантиметра. Препараты с такими показателями являются неэффективными для эрадикации исследуемого возбудителя.

Умеренно эффективными (показатели стандартной чувствительности) являются антибиотики с задержкой роста от 1.5 до 2.5 сантиметров. О высокой чувствительности свидетельствует зона ингибирования роста более 2.5 сантиметров.

Кроме диско-диффузного метода могут применяться полоски E-тестов. Алгоритм действий аналогичен предыдущему, только вместо пропитанных противомикробным средством дисков используют полоску с Е-тестом, содержащую разметку с градиентом концентраций изучаемого антибиотика (от максимума к минимуму).

Полоски с Е-тестом

Важно помнить, что диффузные методы неэффективны для выявления МКП (минимальные концентрации подавления) полипептидных антибиотиков с плохой диффузией в агар. То есть для полимиксина, ристомицина и т.д. предпочтительнее использовать серийное разведение.

Методы разведения

Количественные методы используются для выявления МКП и минимальных концентраций бактерицидного действия. То есть, с их помощью можно определить минимальный уровень антибиотика, который будет предотвращать видимый рост бактерий.

При помощи методов разведения можно рассчитать необходимую дозу препарата (терапевтическая концентрация в крови должна значительно превышать МКП). При использовании метода серийного разведения, вначале готовится основной р-р, со строго определенной концентрацией антибиотика в специальной питательной среде. Из него готовятся все последующие разведенные р-ры.

Далее, в каждую пробирку (чашку Петри) с разведениями добавляют изучаемую культуру возбудителей. После этого, все посевы подвергаются инкубации в термостате при температуре 370С на одни сутки. По окончанию инкубации оценивают результаты и выявляют МКП по отсутствию зоны роста (в чашке Петри) или помутнения  (среды в пробирке).

Совет

Оценивание результатов проводится при помощи специальных таблиц с стандартными показателями диаметров ингибирования роста и МКП для резистентных (для этих штаммов указывается только зона ингибирования роста), малочувствительных и чувствительных.

Читайте далее: Как сдавать посев мочи на флору и чувствительность к антибиотикам?

Источник: https://lifetab.ru/vse-o-rezistentnosti-i-metodah-opredeleniya-chuvstvitelnosti-bakteriy-k-antibiotikam/

Лекарственная устойчивость бактерий. Механизмы. Пути преодоления

Антибиотикорезистентность — это устойчи­вость микробов к антимикробным химиопрепаратам. Бактерии следует считать резистент­ными, если они не обезвреживаются такими концентрациями препарата, которые реально создаются в макроорганизме. Резистентность может быть природной и приобретенной.
Природная устойчивость.

Некоторые виды микробов природно ус­тойчивы к определенным семействам антиби­отиков или в результате отсутствия соответс­твующей мишени (например, микоплазмы не имеют клеточной стенки, поэтому не чувстви­тельны ко всем препаратам, действующим на этом уровне), или в результате бактериальной непроницаемости для данного препарата (на­пример, грамотрицательные микробы менее проницаемы для крупномолекулярных соеди­нений, чем грамположительные бактерии, так как их наружная мембрана имеет «маленькие» поры).
Приобретенная устойчивость. Приобретение резистентности — это биологическая закономерность, связанная с адаптацией микроорганизмов к условиям внешней среды. Она, хотя и в разной степени, справедлива для всех бактерий и всех анти­биотиков. К химиопрепаратам адаптируются не только бактерии, но и остальные микро­бы — от эукариотических форм (простейшие, грибы) до вирусов. Проблема формирования и распространения лекарственной резистен­тности микробов особенно значима для внутрибольничных инфекций, вызываемых так называемыми «госпитальными штаммами», у которых, как правило, наблюдается множес­твенная устойчивость к антибиотикам (так называемая полирезистентность).
Генетические основы приобретенной резис­тентности. Устойчивость к антибиотикам определяется и поддерживается генами резистентности (r-генами) и условиями, способствующими их распространению в микробных популяциях. Приобретенная лекарственная устойчивость может возникать и распространяться в попу­ляции бактерий в результате:
мутаций в хромосоме бактериальной клеткис последующей селекцией (т. е. отбором) му­тантов. Особенно легко селекция происходит в присутствии антибиотиков, так как в этих условиях мутанты получают преимущество перед остальными клетками популяции, ко­торые чувствительны к препарату. Мутации возникают независимо от применения анти­биотика, т. е. сам препарат не влияет на час­тоту мутаций и не является их причиной, но служит фактором отбора. Далее резистентные клетки дают потомство и могут передаваться в организм следующего хозяина (человека или животного), формируя и распространяя ре­зистентные штаммы. Мутации могут быть: 1) единичные (если мутация произошла в одной клетке, в результате чего в ней синтезируются измененные белки) и 2) множественные (се­рия мутаций, в результате чего изменяется не один, а целый набор белков, например пенициллинсвязывающих белков у пенициллин-резистентного пневмококка);
переноса трансмиссивных плазмид резис­тентности (R-плазмид).Плазмиды резистен­тности (трансмиссивные) обычно кодируют перекрестную устойчивость к нескольким семействам антибиотиков. Впервые такая множественная резистентность была описа­на японскими исследователями в отношении кишечных бактерий. Сейчас показано, что она встречается и у других групп бактерий. Некоторые плазмиды могут передаваться меж­ду бактериями разных видов, поэтому один и тот же ген резистентности можно встретить у бактерий, таксономически далеких друг от друга. Например, бета-лактамаза, кодируемая плазмидой ТЕМ-1, широко распространена уграмотрицательных бактерий и встречается укишечной палочки и других кишечных бактерий, а также у гонококка, резистентного кпенициллину, и гемофильной палочки, резис­тентной к ампициллину;
переноса транспозонов, несущихr-гены(или мигрирующих генетических последова­тельностей). Транспозоны могут мигрировать с хромосомы на плазмиду и обратно, а также с плазмиды на другую плазмиду. Таким образом, гены резистентности могут передаваться да­лее дочерним клеткам или при рекомбинации другим бактериям-реципиентам.
Реализация приобретенной устойчивости. Изменения в геноме бактерий приводят к тому, что меняются и некоторые свойства бактериальной клетки, в результате чего она становится устойчивой к антибактериальным препаратам. Обычно антимикробный эффект препарата осуществляется таким образом: агент должен связаться с бактерией и прой­ти сквозь ее оболочку, затем он должен быть доставлен к месту действия, после чего пре­парат взаимодействует с внутриклеточными мишенями. Реализация приобретенной ле­карственной устойчивости возможна на каж­дом из следующих этапов:
модификация мишени.Фермент-мишень может быть так изменен, что его функции не нарушаются, но способность связываться с химиопрепаратом (аффинность) резко сни­жается или может быть включен «обходной путь» метаболизма, т. е. в клетке активируется другой фермент, который не подвержен дейс­твию данного препарата.
«недоступность» мишениза счет сниже­ния проницаемости клеточной стенки и кле­точных мембран или «эффлюко»-механизма, когда клетка как бы «выталкивает» из себя антибиотик.
инактивация препарата бактериальными ферментами.Некоторые бактерии способны продуцировать особые ферменты, которые де­лают препараты неактивными (например, бета-лактамазы, аминогликозид-модифицирующие ферменты, хлорамфениколацетилтрансфераза). Бета-лактамазы — это ферменты, разруша­ющие бета-лактамное кольцо с образованием неактивных соединений. Гены, кодирующие эти ферменты, широко распространены среди бактерий и могут быть как в составе хромосо­мы, так и в составе плазмиды. Для борьбы с инактивирующим действием бета-лактамаз используют вещества — ин­гибиторы (например, клавулановую кисло­ту, сульбактам, тазобактам). Эти вещества содержат в своем составе бета-лактамное кольцо и способны связываться с бета-лактамазами, предотвращая их разрушитель­ное действие на бета-лактамы. При этом собственная антибактериальная активность таких ингибиторов низкая. Клавулановая кислота ингибирует большинство известных бета-лактамаз. Ее комбинируют с пенициллинами: амоксициллином, тикарциллином, пиперациллином.

Предупредить развитие антибиотикорезистентности у бактерий практически не­возможно, но необходимо использовать антимикробные препараты таким образом, чтобы не способствовать развитию и рас­пространению устойчивости (в частности, применять антибиотики строго по показа­ниям, избегать их использования с профи­лактической целью, через 10—15 дней антибиотикотерапии менять препарат, по воз­можности использовать препараты узкого спектра действия, ограниченно применять антибиотики в ветеринарии и не использо­вать их как фактор роста).

32.Методы определения чувствительности бактерий к антибиотикам.

Для определения чувствительности бак­терий к антибиотикам (антибиотикограммы)обычно применяют:
•Метод диффузиив агар. На агаризованную питательную среду засевают исследуемый микроб, а затем вносят антибиотики.

Обычно препараты вносят или в специальные лунки в агаре, или на поверхности посева раскла­дывают диски с антибиотиками («метод дис­ков»). Учет результатов проводят через сутки по наличию или отсутствию роста микробов вокруг лунок (дисков). Метод дисков — качес­твенныйи позволяет оценить, чувствителен или устойчив микроб к препарату.

Методы определенияминимальных ингибирующих и бактерицидных концентраций, т. е. минимального уровня антибиотика, кото­рый позволяет invitroпредотвратить видимый рост микробов в питательной среде или пол­ностью ее стерилизует.

Читайте также:  Кефир и живые бактерии – полезно ли это для организма человека?

Это количественныеметоды, которые позволяют рассчитать дозу препарата, так как концентрация антибиоти­ка в крови должна быть значительно выше ми­нимальной ингибирующей концентрации для возбудителя инфекции. Введение адекватных доз препарата необходимо для эффективного лечения и профилактики формирования ус­тойчивых микробов.

Есть ускоренные способы, с применением автоматических анализаторов.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом дисков.Исследуемую бактериальную культуру засевают газоном на питательный агар или среду АГВ в чашке Петри.

Среда АГВ: сухой питательный рыбный бульон, агар-агар, натрий фосфат двузамещенный. Среду готовят из сухого порошка в соответствии с ин­струкцией. На засеянную поверхность пинцетом помещают на одинако­вом расстоянии друг от друга бумажные диски, содержащие определенные дозы разных антибиотиков. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня. По диаметру зон задержки роста исследуемой культуры бактерий судят о ее чув­ствительности к антибиотикам. Для получения достоверных результатов необходимо приме­нять стандартные диски и питательные среды, для контроля которых используются эталонные штаммы соответствующих микроорганизмов. Метод дисков не дает надежных данных при определении чувствительности микроорганизмов к плохо диффундирующим в агар полипептидным антибиотикам (например, полимиксин, ристомицин). Если эти антибиотики предполагается использовать для лечения, рекомендуется определять чувстви­тельность микроорганизмов методом серийных разведений.

Определение чувствительности бактерий к антибиотикам методом серийных разведений.Данным методом определяют минимальную концентрацию антибиотика, ингибирующую рост исследуемой культуры бактерий.

Вначале готовят основной раствор, содержащий определенную концентрацию антибиотика (мкг/мл или ЕД/мл) в специальном растворителе или буферном растворе.

Из него готовят все последующие разведения в буль­оне (в объеме 1 мл), после чего к каждому разведению добав­ляют 0,1 мл исследуемой бактериальной суспензии, содержащей 106—107 бактериальных клеток в 1 мл. В последнюю пробирку вносят 1 мл бульона и 0,1 мл суспензии бактерий (контроль культуры).

Обратите внимание

Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта по помутнению питатель­ной среды, сравнивая с контролем культуры. Последняя про­бирка с прозрачной питательной средой указывает на задержку роста исследуемой культуры бактерий, под влиянием содержа­щейся в ней минимальной ингибирующей концентрации (МИК) антибиотика.

Оценку результатов определения чувствительности микро­организмов к антибиотикам проводят по специальной готовой таблице, которая содержит пограничные значения диаметров зон задержки роста для устойчивых, умеренно устойчивых и чувствительных штам­мов, а также значения МИК антибиотиков для устойчивых и чувствительных штаммов. К чувствительным относятся штаммы микроорганизмов, рост которых подавляется при концентрациях препарата, обнаружи­ваемых в сыворотке крови больного при использовании обычных доз антибиотиков. К умеренно устойчивым относятся штаммы, для подавления роста которых требуются концентрации, созда­ющиеся в сыворотке крови при введении максимальных доз препарата. Устойчивыми являются микроорганизмы, рост кото­рых не подавляется препаратом в концентрациях, создаваемых в организме при использовании максимально допустимых доз.

Определение антибиотика в крови, моче и других жидкостях организма человека.В штатив устанавливают два ряда проби­рок. В одном из них готовят разведения эталонного антибиотика, в другом — исследуемой жидкости.

Затем в каждую пробирку вносят взвесь тест-бактерий, приготовленную в среде Гисса с глюкозой. При определении в исследуемой жидкости пенициллина, тетрациклинов, эритромицина в качестве тест-бактерий используют стандартный штамм S. aureus, а при определении стрептомицина — Е. coli.

После инкубирования посевов при 37 °С в течение 18—20 ч отмечают результаты опыта по помутнению среды и ее окрашиванию индикатором вследствие расщепления глюкозы тест-бактериями.

Концентрация антибиотика опреде­ляется умножением наибольшего разведения исследуемой жид­кости, задерживающей рост тест-бактерий, на минимальную концентрацию эталонного антибиотика, задерживающего рост тех же тест-бактерий.

Например, если максимальное разведение исследуемой жидкости, задерживающее рост тест-бактерий, рав­но 1:1024, а минимальная концентрация эталонного антибио­тика, задерживающего рост тех же тест-бактерий, 0,313 мкг/мл, то произведение 1024х0,313=320 мкг/мл составляет концен­трацию антибиотика в 1 мл.

Определение способности S. aureus продуцировать бета-лактамазу.В колбу с 0,5 мл суточной бульонной культуры стандарт­ного штамма стафилококка, чувствительного к пенициллину, вносят 20 мл расплавленного и охлажденного до 45 °С питатель­ного агара, перемешивают и выливают в чашку Петри. После застывания агара в центр чашки на поверхность среды поме­щают диск, содержащий пенициллин. По радиусам диска петлей засевают исследуемые культуры. Посевы инкубируют при 37 °С до следующего дня, после чего отмечают результаты опыта. О способности исследуемых бактерий продуцировать бета-лактамазу судят по наличию роста стандартного штамма стафило­кокка вокруг той или другой исследуемой культуры (вокруг диска).



Источник: https://infopedia.su/6×8355.html

Антибиотикорезистентность (резистентность к антибиотикам): что это такое и пути ее преодоления

До появления антибактериальных препаратов такого свойства у микроорганизмов не было. Им они обзавелись только после внедрения в медицину большого количества противомикробных средств. Что микроорганизмы приобрели в результате этого свойства, как это повлияло на эффективность лечения инфекционных заболеваний и нужно ли с этим что-то делать?

Антибиотикорезистентность – под этим термином понимается такое свойство микроорганизмов, благодаря которому они становятся невосприимчивы к действию антибактериальных препаратов.

Важно

Это позволяет им жить в организме человека и сохранять свое патогенное действие даже во время лечения антибиотиками.

Процесс выздоровления при этом затягивается, и болезнь часто переходит в хроническую форму или в носительство микроорганизма. Особенно опасно это в случае тяжелых инфекций с поражением жизненно важных органов. Промедление в начале этиотропного лечения может привести к летальному исходу.

Как формируется это явление?

Механизмы антибиотикорезистентности образуются разными путями:

  • микроорганизмы могут быть изначально устойчивы к действию антибактериального препарата (в этом случае говорят об их природной резистентности);
  • резистентность может сформироваться в процессе жизнедеятельности микроорганизмов (приобретенная).

Также можно выделить:

  1. Истинную антибиотикорезистентность. Структура микроба такова, что он не поддается действию препарата.
  2. Ложную. Она возникает из-за неправильного выбора антибиотика, когда он изначально не способен действовать на данную группу микроорганизмов.

к оглавлению ↑

Природная резистентность

Это свойство микроорганизмов заложено в них генетически. Они появляются уже нечувствительными к тем или иным группам препаратов. Обуславливается природная резистентность несколькими факторами:

  • строением белковой оболочки микроба;
  • количеством рецепторов на их поверхности;
  • вырабатываемыми ими ферменты;
  • способностью к «маскировке».

Количество и строение белков оболочки бактерий заложено в генетическом материале. Если оболочка состоит из таких белков, которые не чувствительны к антибиотику – формируется их резистентность. Белок – единственная молекула, которая подвержена лекарственному воздействию препарата. Но для этого они должны быть соответствующего строения.

Каждый микроорганизм содержит на своей поверхности различные рецепторы. В частности, есть рецепторы, которые соединяются с антибактериальным препаратом.

Если их мало, или они не подходят к действующему веществу препарата — соединения не происходит, и лекарство не оказывает своего влияния на бактерии.

Биохимической составляющей антибиотикорезистентности является способность микроорганизмов вырабатывать различные ферменты. Эти ферменты направлены на разрушение молекул антибиотика.

В результате биохимических реакций, происходящих между микробом и антибиотиком, происходит взаимное ослабление их действия. Тем не менее, микроорганизм полностью не инактивируется и продолжает свое патогенное действие.

Так происходит формирование резистентности, переходящей в носительство.

Маскировка – это свойство микроорганизмов оставаться незамеченными для антибактериального препарата. Она обусловлена отсутствием на поверхности микроба специфических рецепторов, которые бы являлись маячком для лекарственного вещества.

к оглавлению ↑

Приобретенная резистентность

Этот вид устойчивости к антибиотикам появился у микроорганизмов в процессе их развития, и может передаваться из поколения в поколение. Появление природной резистентности связано с процессом их естественного отбора.

В результате генетической мутации появляется микроорганизм, который обладает устойчивостью к антибиотику. Он передает свойство последующим поколениям и в результате формируется целый штамм резистентных бактерий.

Механизмы антибиотикорезистентности природного происхождения заключаются в следующем:

  • мутация, в результате которой меняется структура белков, покрывающих поверхность микробной клетки;
  • мутация, в результате которой меняется биохимическая активность ферментов бактерий;
  • мутация с изменением свойств рецепторов.

Такие мутации формируются неизбежно, как результат приспособительных процессов бактерий. Если в популяции постоянно употребляется один и тот же антибиотик, микробы привыкают к нему и он постепенно перестает действовать.

Появляется все большее и большее количество микробных клеток, которые нечувствительны к данному антибактериальному средству.

к оглавлению ↑

Нужно ли вообще это делать – решать проблему нечувствительности микробов к антибиотикам? Антибиотикорезистентность и пути ее преодоления – что можно предпринять?

Совет

Этиотропное лечение – основное для инфекционных болезней. Иным способом избавиться от бактерий, заселивших организм человека, пока невозможно.

Антибиотики необходимы и в качестве профилактики гнойных осложнений при ранениях, хирургических вмешательствах. Поэтому проблема резистентности, несомненно, требует решения и борьбы с этим явлением.

Всегда легче предупредить проблему, чем решать ее. Поэтому большое внимание должно уделяться профилактике возникновения резистентности в микробной популяции. Какие меры можно предпринять для этого?

  • отказаться от бесконтрольного приема антибактериальных препаратов – они должны назначаться только специалистом и только по конкретным показаниям;
  • использовать только тот антибиотик, который действительно губителен для данного вида бактерий – если принимать препараты из несоответствующей группы, можно сформировать резистентность для других микроорганизмов;
  • осуществлять антибактериальное лечение в те сроки, которые указаны специалистом – недостаточный прием препарата приводит к неполноценному уничтожению бактерий в организме человека. Как следствие, формируется носительство той клетки, которая уже знакома с принимаемым антибиотиком, и в следующий раз этот препарат просто не подействует.

Если же резистентность выявилась уже в процессе лечения, справиться с ней можно следующими способами:

  • уточнение чувствительности микроба и назначение препарата из той группы, которая оказывает влияние на данный возбудитель;
  • сочетание нескольких антибиотиков, каждый из которых обладает своим действием в отношении бактерий;
  • биохимическая резистентность решается путем использования защищенных антибактериальных средств. В их состав добавлены вещества, нечувствительные к действию ферментов микроба.

Важно! Существует такое явление, как перекрестная резистентность – препараты одной группы схожи по строению с препаратами другой. Замена препарата из первой группы на препарат из второй может оказаться неэффективной.

Резистентность к антибактериальным препаратам – одна из основных проблем современной медицины. Много неблагоприятных исходов тяжелых заболеваний связано именно с этим явлением. Так как справляться с уже сформированной устойчивостью достаточно сложно, значит, большое внимание должно уделяться ее профилактике.

Источник: http://OAntibiotikah.ru/diagnostika/antibiotikorezistentnost-i-puti-ee-preodoleniya.html

Ссылка на основную публикацию