Введение
История антибиотиков восходит к началу 20 века, когда Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году. Этот прорыв проложил путь к разработке других препаратов, таких как стрептомицины, тетрациклины, макролиды и прочие группы антибиотиков в последующие десятилетия. Открытие и разработка антибиотиков произвели революцию в медицине, обеспечив эффективное лечение бактериальных инфекций. Однако широкое использование антибиотиков у людей и внедрение использования антибиотиков в пищевой и животноводческой промышленности за последнее столетие привело к появлению и распространению бактерий, устойчивых к этим лекарствам.
Появление и распространение устойчивых к антибиотикам бактерий представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения во всем мире. Первые признаки устойчивости к антибиотикам появились вскоре после появления антибиотиков. В 1940-х и 1950-х годах начали появляться сообщения об устойчивости к пенициллину и другим ранним антибиотикам. Бактериальные штаммы, такие как Staphylococcus aureus, развили механизмы устойчивости, которые сделали эти лекарства менее эффективными. Эта ранняя устойчивость была в первую очередь вызвана спонтанными генетическими мутациями бактерий и привела к необходимости поиска и разработки все новых и новых классов антибиотиков, или создавать комбинированные препараты, такие как амоксиклав, который был разработан в 1980-х годах в результате сотрудничества британской фармацевтической компании Beecham и исследовательской лаборатории ГлаксоСмитКляйн (GlaxoSmithKline).
Надо понимать, что на самом деле поддержание лекарственной устойчивости для бактерий достаточно дорогое удовольствие. Бактерия как и всякая живая клетка стремится к максимальной оптимизации своих энергозатрат на синтез различных веществ, особенно таких, которые не относятся напрямую к поддержанию её жизнедеятельности. Гены синтеза таких веществ бактерия старается держать отдельно от основного генома в специальных кольцевых молекулах ДНК, которые называются плазмидами. Такую молекулу бактерии не жалко потерять, если надобность в синтезе таких веществ пропадает, или передать другой бактерии во время процесса размножения или горизонтального переноса генов. Хорошая новость здесь заключается в том, что если человек перестанет использовать антибиотики, то надобность в защите от антибиотиков пропадет и бактерии начнут избавляться от ненужных им генов устойчивости, что приведет к постепенному восстановлению чувствительности бактерий к антибиотикам. Плохая новость заключается в том, что человек не может отказаться от использования антибиотиков. В сферу разработки новых антибиотиков закачаны большие деньги, куплены патенты, разработаны стандартные техпроцессы и т.д. Если отказаться от использования антибиотиков в пищевой промышленности, то резко уменьшатся сроки хранения скоропортящихся продуктов, упадет количество животноводческой, рыбной и птицеводческой продукции. Это неизбежно приведет к увеличению затрат на производство пищевой продукции, которая и так сейчас в мировой экономике обходится совсем не дешево. Однако неуместное и чрезмерно широкое применение антибиотиков привело к появлению бактерий, также известных как супербактерии, устойчивых к воздействию большинства современных групп препаратов. Появление таких бактерий по сути означает конец эпохи антибиотиков, поскольку бесполезно применять средства, которые ни на чего не действуют и не приносят никакой пользы.
Состав препарата амоксиклав и механизма его действия
Амоксиклав – антибиотик широкого спектра действия, принадлежащий к семейству пенициллинов. Он сочетает в себе амоксициллин, β-лактамный антибиотик, и клавулановую кислоту, ингибитор β-лактамаз. Основным механизмом действия Амоксиклава является ингибирование синтеза клеточных стенок бактерий, что приводит к нарушению роста бактерий и, в конечном итоге, к ликвидации инфекции. Однако эффективность амоксиклава в последние годы была снижена из-за развития лекарственной устойчивости некоторых штаммов бактерий.
Проблема антибиотиков заключается в том, что необходимо использовать вещества, которые вредны для бактерий и максимально безопасны для человека. Вообще веществ, которые могут гарантированно убить бактерию достаточно много, их гораздо больше, чем количество используемых человеком антибиотиков, но проблема в том, что большинство из них так же токсичны и для клеток человеческого организма. По иронии судьбы, как-раз те группы антибиотиков, которые были открыты первыми, а конкретно – пенициллины, к которым относится в том числе и препарат амоксиклав, являются для человека наиболее безопасными, так как их механизм действия не затрагивает генетический аппарат клетки. Основными побочными эффектами пенициллинов являются диспепсические расстройства, такие, как диарея, тошнота, рвота, головная боль, головокружение, потеря аппетита, увеличенное потоотделение или аллергические реакции. Очевидно, что все эти реакции связаны с воздействием на кишечную микрофлору человека, которая обеспечивает ряд очень важных и полезных для человека функций.
1. Метаболизм пищевых веществ. Большинство бактерий в кишечнике помогают разлагать пищу, преобразуя сложные углеводы и белки в более простые формы, которые организм может использовать. Это включает в себя преобразование крахмала в глюкозу, а также переваривание белков и жиров.
2. Защита от инфекций. Нормальная микрофлора кишечника также играет защитную роль, предотвращая попадание патогенных бактерий в организм. Она создает физический барьер, который не позволяет бактериям проникнуть в кровоток и вызвать инфекции.
3. Регулирование иммунной системы. Микрофлора кишечника влияет на работу иммунной системы, стимулируя ее адаптацию и реакцию на патогены. Это помогает организму бороться с инфекциями и болезнями.
4. Синтез биологически активных веществ. Некоторые бактерии в кишечнике производят биологически активные вещества, которые могут оказывать положительное влияние на здоровье. Например, они могут синтезировать витамины, такие как витамин K, который важен для свертываемости крови.
Использование антибиотиков пенициллинового ряда приводит к угнетению всей микрофлоры организма и полезной и вредной, так как молекула антибиотика не отличает полезных бактерий от вредных. Если даже антибиотик вводится внутривенно, то он проникает во все среды организма, в том числе и в пристеночную кишечную слизь, которая является средой обитания кишечных бактерий и оказывает на них свое пагубное воздействие. Однако эти эффекты являются преходящими и обратимыми, поскольку после окончания курса лечения антибиотиком есть возможность использовать курсы лечения пробиотиками, восстанавливающими кишечную микрофлору.
Поэтому использование антибиотиков, наподобие амоксиклава до сих пор является предпочтительной тактикой, при условии, что у бактериальной инфекции, против которой применяется данный антибиотик сохранилась к нему устойчивость.
Появление супербактерий
Супербактерии — это штаммы бактерий, которые приобрели генетические мутации или приобрели гены устойчивости, что позволяет им выживать и размножаться в присутствии антибиотиков. Эти бактерии выработали различные механизмы противодействия действию антибиотиков, что делает антибиотики неэффективными. Неправильное и чрезмерное употребление антибиотиков, в том числе амоксиклава, ускорило появление супербактерий.
Кадр из аниме “Клетки за работой”
Механизмы устойчивости к антибиотикам
Существует несколько механизмов, посредством которых бактерии развивают устойчивость к антибиотикам:
– Мутация. Бактерии могут подвергаться генетическим мутациям, которые изменяют их метаболизм, делая их менее восприимчивыми к действию антибиотиков.
– Приобретение генов устойчивости. Бактерии могут приобретать гены устойчивости от других бактерий посредством горизонтального переноса генов, что позволяет им вырабатывать ферменты, которые дезактивируют или модифицируют антибиотики.
– Откачивающие насосы. Бактерии могут развивать откачивающие насосы, которые активно выкачивают антибиотики из клеток, не позволяя им достичь целевых участков.
– Образование биопленок. Бактерии могут образовывать биопленки, защитные структуры, которые защищают их от воздействия антибиотиков, что делает их очень устойчивыми к лечению.
Глобальное воздействие и последствия
Влияние лекарственной устойчивости к антибиотикам является глобальной проблемой, имеющей серьезные последствия для общественного здравоохранения и ухода за пациентами, увеличивают заболеваемость, смертность, удлиняют сроки реабилитации пациентов и увеличивают затраты на здравоохранение. Ограничение эффективности антибиотиков приводит к длительным и более тяжелым инфекциям, под угрозой находятся операции и медицинские вмешательства. Рост устойчивости к антибиотикам ставит под сомнение успех медицинских вмешательств, таких как операции, лечение рака и трансплантация органов, которые во многом зависят от способности контролировать бактериальные инфекции. Экономическое бремя устойчивых к лекарствам инфекций является значительным, включая потерю здоровья и производительности людей и необходимость применения более дорогих альтернативных методов лечения. Распространение устойчивых к лекарствам бактерий провоцирует развитие кризиса общественного здравоохранения, требующего предпринимать срочные действия для предотвращения снижения нашей способности эффективно лечить бактериальные инфекции.
Решение проблемы
Решение проблемы устойчивости к антибиотикам требует многогранного подхода:
1. Рациональное использование антибиотиков. Медицинские работники должны назначать антибиотики разумно, следуя научно обоснованным рекомендациям и обучая пациентов правильному использованию антибиотиков. Хотя надо признать, что эта мера не слишком эффективна, так как население в основной своей массе не слишком активно стремится принимать лекарственные препараты из-за достаточно высокой стоимости, а антибиотики относятся к наиболее дорогим препаратам с ограниченными сроками годности, которые среднестатистический человек и так избегает покупать по экономическим соображениям.
2. Усиление надзора и мониторинга. Должны быть созданы надежные системы надзора для мониторинга распространения устойчивых к лекарствам бактерий, способствующих раннему выявлению и принятию мер. Кроме того, необходимо усилить контроль за предприятиями пищевой промышленности, которые по своим внутренним техническим условиям (ТУ) допускают использование антибиотиков в производстве своей продукции.
Следует заметить, что запрет использования в сельском хозяйстве и ветеринарии антибиотиков, которые используются в здравоохранении для лечения людей, существовал всегда. Но, вероятно, пришла пора ограничить не только какие-то отдельные препараты по номенклатуре, но так же разграничить использование по целым классам препаратов. Наиболее безопасные классы препаратов с наименьшим количеством побочных эффектов использовать для лечения людей, а остальные классы антибиотиков оставить для животных и сельхозпродукции. Но это тоже не является панацеей, поскольку через пищу такие антибиотики могут попадать в организм людей и накапливаться в нем, провоцируя развитие лекарственной устойчивости и появление супербактерий.
3. Инвестирование в научные исследования и разработки. Постоянные инвестиции в научные исследования и разработки имеют решающее значение для открытия новых антибиотиков и альтернативных стратегий лечения, способных преодолеть лекарственную устойчивость. Например, таких средств лечения, как фаговые вакцины.
Когда-то разработка фаговых вакцин была приостановлена в связи с достаточной сложностью техпроцессов, которые должны были включать в себя культивирование бактериальных культур. Производство антибиотиков зачастую может ограничиваться только химическими техпроцессами и поэтому является более удобным и технологичным. Однако на данном этапе, похоже, есть смысл возродить исследования и разработки в этом направлении.
4. Содействие профилактике инфекций и борьбе с ними. Уделение особого внимания мерам профилактики инфекций, таким как гигиена рук, надлежащая санитария и вакцинация, может помочь снизить потребность в антибиотиках и ограничить распространение устойчивых к лекарствам бактерий.
Заключение
Развитие у супербактерий лекарственной устойчивости к антибиотикам, в том числе к амоксиклаву, является актуальной проблемой глобального здравоохранения. Для эффективной борьбы с этой проблемой необходимы скоординированные усилия специалистов здравоохранения, политиков, исследователей и общественности. Реализуя стратегии по содействию рациональному использованию антибиотиков, совершенствуя системы надзора, инвестируя в исследования и разработки и уделяя особое внимание мерам по профилактике и контролю инфекций, мы можем смягчить воздействие лекарственной устойчивости и обеспечить постоянную эффективность антибиотиков при лечении бактериальных инфекций.
Обсудить статью и задать дополнительные вопросы можно на нашем канале в Дзен.
Ссылки для углубленного изучения:
https://hepatolog72.ru/articles-2/disbacterios/normoflora
https://hylakforte.teva.ru/article/article_mikroflora
https://provizor24.ru/blog/antibakterialnye_lp_1