Антогонизм бактерии и антибиотики

Дата: 26.10.2018

Все микррорганизмы существуют друг с другом в тесных взаимоотношениях в виде сосуществования и антогонизма. Все формы взаимоотношения между микроорганизмами делятся на:

1. метабиоз

2. симбиоз (синергизм, сателизм)

3. антогонизм (паразитизм, хищничество)

При метабиозе продукты метаболизма одного вида микроба, содержащих большое количество питательных веществ используется в качестве питательного субстрата другими микроорганизмами. При симбиозе несколько микроорганизмов создают себе взаимовыгодные условия существования (анэробы выделяют кислород, используемый другими аэробами). При синергизме продукты жизнедеятельности одного микроорганизма усиливают физиологические функции другого микроорганизма (дрожжи и молочно-кислые бактерии). При сателизме один вид микроорганизма стимулирует рост другого вида микроорганизма (дрожжи и сарцины продуцируют аминокислоты и витамины, используемые другими микроорганизмами). При антогонизме один вид микроорганизма угнетает или подавляет другие микроорганизмы. Микробы живущие за счет ресурсов хозяина, используя его клеточные питательные вещества, называются паразитами. При этом хозяину нет никакой выгоды от данного микроба (бактериофаги живущие за счет питательных веществ микробной клетки). Поглощение одних микробов другими в качестве питательного субстрата называется хищничеством (миксобактерии или миксомицеты).   

Антогонизм проявляется по разному и зависит от наследственных особенностей микроба, от условий культивирования и экологических факторов.  Различают активный и пассивный антогонизм. При активном антогонизме микробы-антогонисты  продуцируют вещества химической природы в виде антибиотиков (щелочи, кислоты, спирты, бактериоцины, гидролитические экзоферменты, пиоцианин синегной ной палочки). Прявлением активного антогонизма является и насильственный антогонизм, когда при недостатке питательных веществ микробы живущие при обычных условиях мирно, начинают продуцировать протеолитические ферменты и начинают переваривать других микробов. Пассивный антогонизм проявляется при совместном культивировании различных микроорганизмов на одной питательной среде, при этом у них разная потребность в питательных веществах и различная скорость роста ( при культивировании актиномицетов и бактерии на одной питательной среде бактерии растут быстро, активно поглощая питательные вещества, тогда как актиномицеты сос воим низким метаболизмом погибают). Другими словами, при недостатке питательных веществ в окружающей среде выживает микроб скорость роста которого выше, чем у остальных. Явление антогонизма микробов нашло широкое применение в практике производства антибиотиков. Антибиотики – это продукты метаболизма микроорганизмов , избирательно воздействующих на микробные клетки (лизоцим, интерферон, фитонциды). Высокая избирательная биологическая активность в отношении болезнетворных микробов позволила использовать их для уничтожения возбудителей болезни или хотя бы заметного подавления их жизнедеятельности.

На сегодняшний день существует 5 классификации антибиотиков:

1. по происхождению

2. по химической структуре

3. по типу действия

4. по механизму действия

5. по спектру действия.

По происхождению различают: антибиотики, образуемые грибами (пенициллины и цефалоспорины); антибиотики, образуемые актиномицетами (аминогликозиды, левомицетин, тетрациклин, макролиды); антибиотики, образуемые бактериями ( грамицидин, полимиксин). По химической структуре различают 6 групп; β-лактамные антибиотики с β- лактамным кольцом; ароматические соединения; тетрациклины (имеют 4 конденсированных цикла); аминогликозиды с гликозидной связью; макролиды; ациклические антибиотики. По типу действия на микроорганизм различают: бактериостатическое действие, когда антибиотик оказывает на бактерию тормозящее его рост и развитие эффект и бактериоцидное действие, когда антибиотик приводит к гибели микроба. По механизму действия различают: антибиотики разрушающие синтез клеточной стенки и тем самым вызывающие гибель бактерии (пенициллины, цефалоспорины, лизоцим); антибиотики, нарушающие целостность клеточных мембран (полиеновые антибиотики, полимиксин); антибиотики, нарушающие синтез белка на рибосомах (аминогликозиды, тетрациклины, макролиды); антибиотики, ингибирующие синтез нуклеиновых кислот. По спектру действия различают антибиотики узкого и широкого спектра действия. Выбор лекарственных препаратов для рутинного определения антибиотикограммы осуществляют с учетом спектра антимикробной активности, фармакокинетики, токсичности, эффективности, доступности, а также стоимости как для больного, так и для общества. Среди множества антибактериальных агентов, которые могли бы использоваться для лечения больного, инфицированного одним из патогенных микроорганизмов, лишь ограниченное число скрупулезно отобранных антибиотиков следует включать в перечень препаратов для определения чувствительности.

Условно, имеющиися набор антибиотиков необходимо поделить на 2 группы: препараты, чувствительность микроорганизмов к которым нужно определять в первую очередь и преператы, чувствительность к которым определяют по запросу лечащего врача. Препараты первой группы необходимо применять в отношении каждого выделенного штамма микроорганизма, а препараты 2 группы применяют в случаях если возбудитель резистентен к антибиотикам первого выбора, либо в случае аллергии у пациента или невозможности получения препарата. Практические бактериологические лаборатории в своей рутинной работе часто используют качественный дискодиффузионный метод определения чувствительности бактерии к антибиотикам. Этот метод непригоден для прихотливых микробов, так как они не растут на среде АГВ. Для постановки этого метода используется среда АГВ и коммерческие антибиотиковые диски.

Коммерческие диски представляют собой стерильные бумажные диски, пропитанные известным количеством антибиотика. Они предназначены только для диагностических бактериологических целей. Антибиотиковые диски помещены в стерильные емкости с силикогелем для влагоулавливания. Их необходимо хранить в холодильнике и беречь от влагопропитывания. Необходимо быть осторожными с открытыми флаконами, поскольку при негерметичном их закрытии из холодильника может насасываться влага, уменьшающая их активность. Для боле достоверного результата культура на поверхность среды АГВ должна наноситься в количестве 5х107 микробных клеток на миллилитр по 1,3мл на одну чашку с АГВ. Для получения такого количества культуры необходимо сначала сделать физиологическим раствором смыв с косяка питательного агара с культурой. Количество бактерии в смывной жидкости будет приблизительно 1011 микробных клеток на миллилитр. Поскольку для работы нужна концентрация микробов 5х107, применяют стандарт мутности из хлорида бария в 5 единиц, что соответствует 5х108 микробных клеток на миллилитр. Доведя мутность исследуемой культуры до мутности стандарта надо взять из нее 0,9 мл культуры и добавить к ней 1,8 мл физиологического раствора и таким образом получить необходимую концентрацию культуры бактерии  107. Нанеся 1,3 мл исследуемой культуры на АГВ путем покачивания чашки нужно распределить эту культуру по поверхности равномерно, затем слегка прикрыв чашку крышкой дать подсохнуть культуре (10-15 минут) и наносить диски с антибиотиками стерильным пинцетом, касаясь среды сначала ребром диска, а затем укладывая его плашмя, чуть придавив пинцетом сверху. На чашку Петри классического диаметра (8см)  нужно наложить 6 дисков, на расстоянии 2,5см друг от друга и на таком же расстоянии от края чашки. При дальнейшем термостатировании происходит диффузное распределение  антибиотика вокруг и если культура микроба будет к нему чувствительна, то она не будет расти в зоне распространения антибиотика, а если  культура микроба устойчива к антибиотику, то все пространство вокруг антибиотикового диска будет заросшее культурой.  Степень чувствительности бактерии к антибиотикам определяют путем замера линейкой диаметра зоны задержки роста бактерии вокруг диска и  сравнения с цифровыми значениями, которые соответствуют 3 заключениям: устойчивый, умеренно-чувствительный и чувствительный. При отсутствии диска с антибиотиком, но наличии его во флаконе проводят  определение чувствительности микроба к антибиотикам количественным методом серииных разведений антибиотика в бульоне. Достоинством этого метода является определение не только группы чувствительности, но и минимальной подавляющей концентрации препарата.  Этот метод имеет и свои недостатки: метод трудоемкий и по нему нельзя определять чувствительность прихотливых микроорганизмов, поскольку учет результатов идет по прозрачности питательной среды, то невозможно вносить в нее добавки необходимые для роста прихотливых микробов. Метод основан на сериином разведении антибиотиков в жидкой питательной среде, куда потом вносится и исследуемая культура.Необходимо отметить, что в настоящее время проблемой  медицины в целом является все более набирающая обороты полирезистентность микробов к антибиотикам. Это происходит за счет процесса передачи микробами друг другу устойчивых свойств к тому или иному антибиотику. С другой стороны, микробы в силу своей изменчивости приспособились выделять ферменты, разрушающие антибиотики, как например,  стафилококки, за более чем 70 с лишним лет с момента начала применения пенициллина приспособившиеся выделять фермент пенициллиназу, ингибирующее действие пенициллина. Как ни странно, в проблему полиресистентности внесло свой вклад и безалаберность людей в отношении приема  антибиотиков, такие как прием антибиотиков без назначения врача и без учета определения чувствительности микроорганизма к антибиотикам,  частая смена антибиотиков. Поэтому, несмотря на то что на сегодняшний день известно более чем 3000 видов антибиотиков, ученые вынуждены придумывать новые виды, более эффективные в отношении бактерии.

 

Автор: Ералиева Гулмира Абдижалеловна

Баклаборант Жалагашского районного

отделения Кызылординского филиала

РГП на ПХВ «Национальный Центр Экспертизы»