Всяка година по света около 700 хиляди души умират от инфекции, причинени от различни видове бактерии, които са резистентни към съществуващите в момента антибиотици.
Ето няколко примера: Отворена фрактура причини на жената инфекция на бедрената кост. За лечение се използва антибиотична терапия, но тя е неуспешна и пациентът умира от септичен шок. По-късно е установено, че Klebsiella, бактерия с нормална човешка флора, е патогенна и устойчива на всички 26 антибиотици, регистрирани в Съединените американски щати.
Всяка година около 23 хиляди души в Съединените щати, 25 хиляди души в Европа и около 700 хиляди души по света умират от инфекциозни заболявания, причинени от бактерии, устойчиви на антибиотици. Според експерти, за около три десетилетия смъртността от такива бактерии ще достигне 10 милиона души годишно. Въпреки това финансирането за разработване на нови антибиотици намалява.
Така че защо бактериите стават агресивни и устойчиви на лекарства? И защо тогава разработването на нови антибиотици е нерентабилно?
Както знаете, антибиотиците бяха открити съвсем случайно. Александър Флеминг беше забележителен със своята небрежност, която изобщо не рисува учен, а още повече бактериолог. През 1922 г., след като слузът от носа му попаднал в колония от бактерии, учен случайно открил ензим, наречен лизозим. И 6 години по-късно, през 1928 г., той също случайно въвежда спори на плесен в културата на стафилокок и забелязва, че всички бактерии около порасналата гъбичка са умрели.
Ученият стигна до извода, че благодарение на мухъл се синтезира бактерицидно вещество чрез изместване на бактерии, които се състезават за хранителна среда. Флеминг изолиран пеницилин от мухъл, който се оказа по-ефективен от онези външни антисептици, които се използват в хирургията по това време. Пеницилинът, за разлика от антисептичните лекарства, може да се инжектира в човешкото тяло и там се бори с инфекции в различни тъкани и органи. Освен това, дори след като лекарството е било разредено 800 пъти, антибактериалната му активност се запазва.
По-късно високата активност на малки дози от лекарството беше обяснена чрез определяне на механизма на действие на пеницилин. Когато антисептиците се използват във високи концентрации, клетъчните стени на бактериите се унищожават. Пеницилинът, от друга страна, прониква в клетката, където блокира образуването на биополимер, който е необходим за растежа на бактериалните клетъчни стени.
Въпреки това, съвсем скоро Флеминг успя да установи, че ако се прилага или прилага твърде малка доза пеницилин за кратък период от време, колониите от бактерии, които успяват да оцелеят, придобиват резистентност към онези дози от лекарството, които преди това са били ефективни. И дори по-късно учените определиха, че стафилококите имат вродена способност да синтезират ензим, който унищожава пеницилин. До известна степен е противоотрова.
Промоционално видео:
Понастоящем учените надеждно са установили, че подобни конфронтации са характерни не само в естествените условия между бактериите и гъбичките, но и между видовете бактерии от един и същи род, тъй като в този случай те имат същия субстрат и ниша, за които трябва да се води борба. Така например в момента различни видове стафилококи се борят за лигавицата на човешката уста, като в същото време произвеждат антидоти и бактерицидни вещества.
В тази конфронтация обаче няма победители или губещи, тъй като в продължение на милиони години подобна еволюционна борба на много видове микроорганизми от човешката микрофлора се превърна в баланс, превърнал се в безценна придобивка за организма като цяло. Броят на всеки вид е строго ограничен от бактерицидната активност на други видове бактерии, размера на заетата ниша и имунитета на организма. По-специално, популацията на Staphylococcus aureus, която причинява гнойни инфекции, може да достигне до 10 хиляди бактерии на ml среда без вреда за човешкото тяло, а бактерията Klebsiella може да присъства в червата или върху кожата на здрав човек и да не навреди на човек, ако размерът на популацията ще бъде не повече от 10 хиляди бактерии на грам изпражнения.
Един прост пример ще ви помогне да отговорите на въпроса защо бактериите придобиват супер резистентност към антибиотици. По-конкретно, може да си представим, че конфликт се води в една от малките африкански държави и една от страните получи оръжия за масово унищожение. Ако говорим за бактерии, тогава антибиотиците ще се превърнат в такива оръжия за масово унищожаване, но не с естествен произход, а съвременни синтетични вещества, които се използват във високи концентрации.
След употребата на такива антибиотици, поради видовете бактерии, най-чувствителни към лекарството, ще има намаляване на видовото разнообразие. Нишите, които ще бъдат освободени в резултат, по-скоро бързо ще бъдат заети от онези видове бактерии, които имат способността да синтезират антидоти. По този начин, еволюционното предимство ще бъде дадено на колониите на онези бактерии, които са устойчиви на антибиотици, и в резултат на това генетичното разнообразие в рамките на един вид ще намалее. Следователно, използвайки антибиотици, човек несъзнателно създава положителни условия за най-устойчивите щамове на бактериите. Именно поради тази причина безразборната употреба на антибиотици често води до развитие на хронични заболявания, провокирани от увеличаване на патогенната микрофлора.
Човек, който е носител на този вид бактерии, ще стане разпространител, предавайки ги на свои роднини, приятели и познати, които в крайна сметка ще започнат да използват други антибиотици. Така естественият подбор ще продължи и бактериите, които са били резистентни към един вид антибиотик, постепенно ще придобият така наречената мултирезистентност, тоест резистентност към различни видове антибиотици. Именно тези патогени се наричат superbugs.
В допълнение, много видове бактерии имат способността да обменят резистентни гени, използвайки плазмид (хоризонтален пренос на генетични елементи извън хромозомата). Голямата опасност се крие във факта, че анаеробните бактерии, които се характеризират с аноксичен метаболизъм, придобиват резистентност към голям брой видове антибиотици. Ако човек е ранен, тези бактерии могат да навлязат в кръвта, причинявайки тежка инфекция. Точно това се случи в описания по-горе случай, когато бактериите проникнаха в костната тъкан. В опит да спасят жената, лекарите използват почти дузина антибиотици, а още десетина лекарства са тествани върху култура, изолирана от фокуса на инфекцията, но всички тези антибиотици са били неефективни.
Още по-голяма опасност е, че всички видове патогенни бактерии могат да придобият антибиотична резистентност, по-специално тези, които причиняват антракс, салмонелоза и дизентерия. Въпреки че всички тези инфекции са практически нечести, техните патогени могат доста лесно да придобият антибиотична резистентност от бактерии с нормална микрофлора поради хоризонтален трансфер на ген в плазмидите. Освен това селскостопанските животни често са носители на опасни инфекции. Трябва да се отбележи, че в този случай резистентните бактерии са много по-широко разпространени в тях, отколкото при хората. Според експерти това се дължи на факта, че в селското стопанство антибиотиците се добавят към храната, за да се предотвратят различни видове инфекции. Тези дозировки не убиват бактериите,но само не им позволявайте да се размножават. Но в края на краищата Флеминг каза, че употребата на ниски дози антибиотици води до намаляване на чувствителността към лекарствата.
Много интересен експеримент беше извършен от група изследователи от Харвард, в който беше показано как расте броят на резистентните щамове на бактериите в случай на постепенно увеличаване на концентрацията на антибиотици от минимум до хиляда пъти.
Следователно антибиотиците трябва да се приемат само според предписанията на лекарите и само в препоръчани дози. В същото време трябва да се помни, че ако бактерията, провокирала заболяването, вече е устойчива на антибиотика, тогава дори приемът на лекарството във високи концентрации за дълго време може да бъде неефективен. В този случай е необходимо в лабораторни условия да се определи чувствителността на бактерията към лекарството. За тази цел заедно с инокулацията на бактерии върху хранителната среда се поставят хартиени дискове, които са импрегнирани с различни видове антибиотици. Когато около дисковете се появят прозрачни пръстени, можем да говорим за липсата на растеж на бактериална култура. С други думи, той е чувствителен към този антибиотик. При липса на прозрачен пръстен можем да говорим за наличието на съпротива.
Благодарение на резултатите от такова изследване, лекарите вече ще могат да предпишат един от тесноспектърните антибиотици, потискайки патогена, без да навреди на цялата микрофлора. Този вид изследвания обаче е доста скъп и изисква няколко дни. Поради тази причина, за да не губите време, лекарите, като правило, предписват антибиотици, без да чакат резултатите от теста. В повечето случаи този анализ изобщо не се извършва и антибиотикът се предписва, без да се определя вида на патогена. По този начин се използва антибиотик с широк спектър на действие. Това може да има положителен ефект в някои случаи, но в човешки мащаб тази практика прави проблема с бактериалната резистентност към антибиотиците още по-лош.
Ако говорим за разработването и тестването на нови видове антибиотици, трябва да се отбележи, че този процес е много трудоемък и скъп. За изпълнението му са необходими около милиард долара инвестиции и повече от десет години. Освен това антибиотиците се използват в повечето случаи на кратки курсове, понякога само няколко пъти през живота. Ако говорим за антипиретични, обезболяващи или хормонални лекарства, те се използват много по-често и по-широко. Това от своя страна ги прави по-привлекателни за инвестиции. Поради това новите антибиотици се въвеждат в практиката все по-малко.
Нежеланието на инвеститорите да инвестират в разработването на нови лекарства се причинява и от факта, че устойчивостта на най-новите поколения бактерии се увеличава. В съвременната терапия лекарите се въздържат от широкото използване на нови антибиотици, като ги използват само в крайни случаи под формата на резерв. Това намалява търсенето на тези лекарства и ги лишава от печалби. Така се оказва, че бактериалната резистентност, причинена от антибиотиците, инхибира разработването на нови лекарства.
Несъмнено откриването и активното използване на антибиотици в терапията се превърна в истински пробив в медицината. От създаването си антибиотиците са спасили милиони човешки животи. Но сега е необходимо да се търсят нови решения, които ще помогнат за намаляване на зависимостта на медицината от употребата на антибиотици.